(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理システムにおいてインピーダンス測定を被験者に対して行なう方法であって、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を被験者に印加し、
ｂ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、被験者に装着される前記第２電極に動作的に接続される前記第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）該第１及び第２指示値及び該少なくとも一つの印加された電気信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する、
方法。
【請求項２】
該第２リード線は、該当するスイッチを介して該第２電極に接続され、該方法は、処理システムにおいて、スイッチを選択的に開き且つ閉じることにより、該第１及び第２指示値を導出可能にすることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
該方法は、該処理システムにおいて、
ａ）該スイッチを開き、
ｂ）該第１指示値を導出し、
ｃ）該スイッチを閉じ、
ｄ）該第２指示値を導出する
ことを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
各第２リード線はリード線ペアを含み、各リード線ペアは、該第２電極に動作的に接続されるリード線と、該第２電極から動作的に接続遮断されるリード線とを含み、該方法は、処理システムにおいて、
ａ）該第２電極から動作的に接断される該リード線を使用して該第１指示値を導出し、ｂ）該第２電極に動作的に接続されるリード線を使用して該第２指示値を導出する
ことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
該方法は、処理システムにおいて、
ａ）複数の個数の周波数を決定し、
ｂ）次の周波数を該複数の周波数から選択し、
ｃ）該少なくとも一つの電気信号を該被験者に、該選択された周波数で印加し、
ｄ）該第１及び第２指示値を導出し、
ｅ）ステップ（ｂ），（ｃ），及び（ｄ）を、該複数の周波数の各周波数に対応して繰り返す
ことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
該方法は、処理システムにおいて、
ａ）行なわれる少なくとも一つのインピーダンス測定を決定し、
ｂ）該複数の周波数を、決定されたインピーダンス測定を使用して決定する
ことを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
該方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者に印加される該少なくとも一つの信号の指示値を導出し、
ｂ）該少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を、導出された指示値を使用して導出することを含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
該方法は、処理システムにおいて、
ａ）該第２指示値を、該第１指示値を使用して変更し、
ｂ）変更済み第２指示値を使用して、該少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する、
ことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
該方法は、処理システムにおいて、
ａ）該第１指示値を使用して、少なくとも一つの第１瞬時インピーダンス値を導出し、
ｂ）該第２指示値を使用して、少なくとも一つの第２瞬時インピーダンス値を導出し、
ｃ）該第１及び第２瞬時インピーダンス値を使用して、該少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する
ことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
該方法は、処理システムにおいて、該第１及び第２指示値を使用して、該第１リード線と該第２リード線との誘導結合を明らかにすることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
インピーダンス測定を被験者に対して行なう、処理システムを含む装置であって、該処理システムは、
ａ）少なくとも一つの電気信号を被験者に、被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して印加し、
ｂ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、被験者に装着される前記第２電極に動作的に接続される前記第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）該第１及び第２指示値、及び該少なくとも一つの印加された電気信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する
装置。
【請求項１２】
該装置は、該第２電極を該第２リード線に選択的かつ動作的に接続するスイッチを含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
該処理システムは、該スイッチを開き、且つ閉じることにより、該第２電極を該第２リード線に選択的かつ動作的に接続する、請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
該装置は、該第２リード線を該第２電極に接続するバッファ回路を含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１５】
該装置は、該バッファ回路と該第２電極との間に配置されて、該第２リード線を該第２電極に選択的かつ動作的に接続するスイッチを含む、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
各第２リード線はリード線ペアを含み、各リード線ペアは、該第２電極に動作的に接続されるリード線と、該第２電極から動作的に接断されるリード線とを含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
請求項１記載の方法が、処理システムにおいて、
ａ）第１信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）該第２信号の該指示値を使用して、全てのインバランスを導出し、
ｄ）変形第１信号を該インバランスに基づいて導出し、
ｅ）該変形第１信号を被験者に印加することにより、少なくとも一つのインピーダンス測定を実行可能にする
ことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
該第２信号は、該当する第２電極で検出される電圧であり、該方法は、該処理システムにおいて、
ａ）該第２電極群の各第２電極で検出される該電圧を導出し、
ｂ）該第２電極群の各第２電極で検出される該電圧を使用して第１電圧を導出し、
ｃ）該第１電圧を使用して該インバランスを導出する
ことを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
該第１電圧はコモンモード信号である、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
該方法は、処理システムにおいて、該変更済み第１信号を導出することにより該インバランスを最小にする、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
該第１信号は、該第１電極を使用して該被験者に印加される電圧であり、該第２信号は、該当する第２電極で検出される電圧であり、該方法は、処理システムにおいて、
ａ）該第１信号を被験者に印加することにより生じる電流を導出し、
ｂ）該第２電極群の各第２電極で検出される該電圧を導出し、
ｃ）該第２電極群の各第２電極で検出される該電圧を使用して第２電圧を導出し、
ｄ）求めた電流、及び該第２電圧を使用してインピーダンスパラメータを導出する
ことにより該インピーダンス測定を行なうことを含む、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
該第２電圧は差分電圧である、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
該第１信号は、該第１電極を使用して該被験者に印加される電圧であり、該方法は、処
理システムにおいて、
ａ）該第１信号を該被験者に印加することにより生じる電流を導出し、
ｂ）該電流を閾値と比較し、
ｃ）該被験者に対する該第１信号の印加を、該比較の結果によって変わる形で選択的に中断する
ことにより該インピーダンス測定を実行することを含む、請求項１７乃至２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
該方法は、処理システムにおいて、
ａ）第１信号を被験者に第１周波数で印加し、
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）該第２信号の該指示値を使用してインバランスを導出し、
ｄ）変形第１信号を該インバランスに基づいて導出し、
ｅ）該変形第１信号を該被験者に印加することにより、少なくとも一つのインピーダンス測定を該第１周波数で実行可能にし、
ｆ）ステップ（ａ）〜（ｅ）を、少なくとも一つの第２周波数に対応して繰り返す
ことにより、複数の周波数の各周波数におけるインピーダンス測定を行なうことを含む、請求項１７乃至２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
該方法は処理システムにおいて、
ａ）一つ以上の信号を該被験者に印加するために使用される制御信号を生成し、
ｂ）該被験者に印加される該一つ以上の信号の指示値を受信し、
ｃ）該被験者から測定される一つ以上の信号の指示値を受信し、
ｄ）該指示値の少なくとも事前処理を行なうことにより、インピーダンス値の導出を可能にする
ことを含む、請求項１７乃至２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１１記載の装置であって、該処理システムが、
ａ）第１信号を被験者に印加し、
ｂ）該被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）該第２信号の該指示値を使用してインバランスを導出し、
ｄ）変形第１信号を該インバランスに基づいて導出し、
ｅ）該変形第１信号が被験者に印加されるようにすることにより、少なくとも一つのインピーダンス測定を実行可能にする、請求項１１記載の装置。
【請求項２７】
該処理システムは、
ａ）該被験者に印加するために使用される制御信号を生成し、
ｂ）被験者に印加される該一つ以上の信号の指示値を受信し、
ｃ）被験者から測定される一つ以上の信号の指示値を受信し、
ｄ）該指示値の少なくとも事前処理を行なうことにより、インピーダンス値の導出を可能にする
ために設けられる、請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
該装置は少なくとも一つの信号発生器を含み、該少なくとも一つの信号発生器は、
ａ）一つ以上の制御信号を受信し、
ｂ）該制御信号を増幅することにより第１信号を生成し、
ｃ）第１電極を介して該被験者に該第１信号を印加し、
ｄ）被験者に印加される該第１信号に関するパラメータの指示値を供給する
請求項２６又は請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
該装置は、該当する信号発生器を各第１電極に対応して含む、請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
該第１信号は電圧であり、該信号発生器は、該被験者を流れる電流の指示値を供給するために設けられる、請求項２８又は請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
該装置は、第２電極を介して該第２信号を測定する少なくとも一つのセンサを含む、請求項２６乃至３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
該装置は、該当するセンサを各第２電極に対応して含む、請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
該装置は、２つの第２電極の各第２電極で測定される第２信号を増幅する差動アンプを含む、請求項２６乃至３２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３４】
該差動アンプは、
ａ）該第２電極で測定される電圧を表わす差分電圧と、
ｂ）全てのインバランスを表わすコモンモード信号と
のうちの少なくとも一つを生成する、請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
該装置は電極システムを含み、該電極システムは、
ａ）該信号発生器及びセンサが取り付けられた第１基板と、
ｂ）少なくとも２つの導電パッドが取り付けられた第２基板と
を含み、該導電パッドは、該信号発生器及び該センサを被験者に使用状態において接続するために設けられる、請求項２６乃至３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３６】
該装置は、測定デバイスを第１及び第２電極に少なくとも部分的に接続する少なくとも一つのリード線を含み、該リード線は、
ａ）該測定デバイス及び該信号発生器を接続し、そして該測定デバイス及び該センサを接続する少なくとも２つの接続線と、
ｂ）該少なくとも２つの接続線の各接続線に対応するシールドと
を含み、該シールドは電気的に接続され、かつ該測定デバイス及び該電極システムの各々における基準電位に接続される、請求項２６乃至３５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
該装置は、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、各電極システムは、
ｉ）該被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）該被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）該信号発生器を該被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）該センサを被験者に接続する第２電極と、
を含む、少なくとも２つの電極システムと
ｂ）該電極システムを制御することによりインピーダンス測定を行なうことができるようにする測定デバイスと、
ｃ）該測定デバイスを該電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と、を含み、該リード線は、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成と、
ｉｉ）リード線長を最短にする構成と
のうちの少なくとも一つの構成となるように配線される、請求項２６乃至３６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３８】
該装置は、該処理システムをコンピュータシステムに接続するインターフェースを含み
、該処理システムは、
ａ）制御信号を、該コンピュータシステムから受信するコマンドに従って生成し、
ｂ）測定インピーダンス値を表わすデータを該コンピュータシステムに供給することにより、インピーダンス値の導出を可能にする
ために設けられる、請求項２６乃至３７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３９】
該処理システムはＦＰＧＡである、請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
該コンピュータシステムは、
ａ）該処理システムを制御するコマンドを生成し、
ｂ）測定インピーダンス値を表わすデータを該処理システムから受信し、
ｃ）該インピーダンス値を、該データを使用して導出する
ために設けられる、請求項３８又は請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
請求項１１記載の装置であって、該装置は、
測定デバイスを電極システムに接続するリード線を含み、該電極システムは信号発生器とそしてセンサとを含み、該リード線は、
ａ）該測定デバイス及び該信号発生器を接続し、該測定デバイス及び該センサを接続する少なくとも２つの接続線と、
ｂ）該少なくとも２つの接続線の各接続線に対応するシールドと
を含み、該シールドは電気的に接続され、該測定デバイス及び該電極システムの各々における基準電位に接続される、請求項１１記載の装置。
【請求項４２】
該基準電位はグランド電位である、請求項４１記載の装置。
【請求項４３】
該リード線は、
ａ）該測定デバイスを該信号発生器に接続することにより、該測定デバイスが該信号発生器を制御して第１信号を該被験者に印加可能にする第１ケーブルと、
ｂ）該測定デバイスを該信号発生器に接続することにより、該測定デバイスが、該被験者に印加される該第１信号に関するパラメータを導出可能にする第２ケーブルと、
ｃ）該測定デバイスを該信号発生器に接続することにより、該測定デバイスが、該被験者から測定した電圧を導出可能にする第３ケーブルと
を含む、請求項４１又は請求項４２記載の装置。
【請求項４４】
該電極システムは、
ａ）該信号発生器及びセンサが取り付けられた第１基板と、
ｂ）少なくとも２つの導電パッドが取り付けられた第２基板と、
を含み、該導電パッドは、該信号発生器及び該センサを被験者に使用状態において接続するために設けられる、請求項４１乃至４３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４５】
請求項１１記載の装置であって、該装置が、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、各電極システムは、
ｉ）該被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）該被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）該信号発生器を該被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）該センサを被験者に接続する第２電極と
を含む少なくとも２つの電極システムと、
ｂ）該電極システムを制御して実行すべきインピーダンス測定を可能にする測定デバイスと、
ｃ）該測定デバイスを該電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と
を含み、該リード線は、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成、
ｉｉ）リード線長を最短にする構成
のうちの少なくとも一つの構成となるように配線される、請求項１１記載の装置。
【請求項４６】
該装置は、
ａ）４つの電極システムと、
ｂ）該測定デバイスから４つの異なる方向に延びる４つのリード線と
を含む、請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
該装置は、該被験者の四肢を支持することにより、該測定デバイスをほぼ、被験者の膝の
間に位置決めする支持体を含む、請求項４５又は請求項４６記載の装置。
【請求項４８】
各リード線は、
ａ）該測定デバイスを該信号発生器に接続することにより、該測定デバイスが、該信号発生器を制御して第１信号を該被験者に印加可能にする第１ケーブルと、
ｂ）該測定デバイスを該信号発生器に接続することにより、該測定デバイスが、該被験者に印加される該第１信号に関するパラメータを導出可能にする第２ケーブルと、
ｃ）該測定デバイスを該信号発生器に接続することにより、該測定デバイスが、被験者から測定される電圧を導出可能にする第３ケーブルと
を含む、請求項４５乃至４７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４９】
該電極システムは、
ａ）該信号発生器及びセンサが取り付けられた第１基板と、
ｂ）少なくとも２つの導電パッドが取り付けられた第２基板と
を含み、該導電パッドは、該信号発生器及び該センサを被験者に使用状態において接続するために設けられる、請求項４５乃至４８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５０】
請求項１記載の方法であって、該処理システムが、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、各電極システムは、
ｉ）該被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）該被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）該信号発生器を該被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）該センサを該被験者に接続する第２電極と
を含む少なくとも２つの電極システムと、
ｂ）該電極システムを制御することによりインピーダンス測定を実行可能にする測定デバイスと、
ｃ）該測定デバイスを該電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と
を含み、該方法は、該リード線を、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成、
ｉｉ）リード線長を最短にする構成
のうちの少なくとも一つの構成となるように配線することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５１】
浮腫の有無、または重症度を診断するために使用される、処理システムを含む装置であって、該処理システムは、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を該被験者に印加し、
ｂ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、該被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、該被験者に装着される前記第２電極に動作的に接続される前記第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）該第１及び第２指示値、及び該少なくとも一つの印加された電気信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める
装置。
【請求項５２】
体組成を求めるために使用される方法であって、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を該被験者に印加し、
ｂ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、該被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、該被験者に装着される前記第２電極に動作的に接続される前記第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）該第１及び第２指示値、及び該少なくとも一つの印加された電気信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める方法。
【請求項５３】
体組成を求めるために使用される処理システムを含む装置であって、該処理システムは、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を該被験者に印加し、
ｂ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、該被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）前記第１リード線を介して前記少なくとも一つの電気信号が被験者に印加されている間に、該被験者に装着される前記第２電極に動作的に接続される前記第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）該第１及び第２指示値、及び該少なくとも一つの印加された電気信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス測定を行なう方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書においていずれかの先行技術文献（または、先行技術文献から得られる情報）または公知のいずれかの事項への参照は、先行技術文献（または、先行技術文献から得られる情報）または公知の事項が、本明細書に係わる技術分野における共通の一般的知識の一部を構成しているという認識、または是認、或いはいずれかの形の示唆であると捉えられるものではなく、かつ捉えられるべきではない。
【０００３】
被験者に関する生物学的パラメータを求める一つの既存の手法では、生体電気インピーダンスを利用する。この手法では、電気信号を被験者に印加し、次に被験者の体内で生じる信号を、皮膚表面に装着された一連の電極を使用して測定することにより、被験者の体の電気インピーダンスを求めることができる。次に、この情報を使用して、被験者の体内の体液濃度を示唆するパラメータを抽出することができる。
【０００４】
通常のインピーダンス測定デバイスは、電流信号のような電気信号を被験者に第１リード線を介して印加することにより動作し、この場合、電圧信号のような生成信号は第２リード線を介して測定される。生成信号は通常、振幅が小さいので、確実に、インピーダンス測定装置内のノイズ及び他の干渉を最小にする必要がある。
【０００５】
このような構成では、一つのノイズ発生原因が、第１リード線と第２リード線との間の誘導結合によって出現する。このノイズ発生原因は、第１リード線内の磁界の変化が生じることにより出現し、磁界の変化によって今度は、電流が第２リード線内に生成される。この生成電流は生成電圧の測定の邪魔になり、これによって今度は、インピーダンス測定プロセスの精度に悪影響を与える。
【０００６】
インピーダンス測定に悪影響を与え得る他の外部要因として、被験者及び局部環境及び測定装置の間の漏れ容量、電極インピーダンスとしても知られる電極／組織界面インピーダンスの変化だけでなく、測定デバイスを電極に接続するために使用される複数のリード線の間の漏れ容量を挙げることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の広義の形態では、本発明は、
ａ）少なくとも一つの電気信号が被験者に、被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して印加させ、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び該少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する
処理システムにおいて、インピーダンス測定を被験者に対して実行する方法を提供する。
【０００８】
典型的には、第２リード線は第２電極に、該当するスイッチを介して接続され、そして当該方法では、処理システムにおいて、スイッチを選択的に開き、そして閉じることにより、該第１及び第２指示値を導出することができる。
【０００９】
典型的には、当該方法では、処理システムにおいて、
ａ）該スイッチを開き、
ｂ）該第１指示値を導出し、
ｃ）該スイッチを閉じ、
ｄ）該第２指示値を導出する
ことを含む。
【００１０】
通常、各第２リード線はリード線ペアを含み、そして各リード線ペアは、第２電極に動作的に接続されるリード線と、そして第２電極から動作的に接続遮断されるリード線とを含み、そして方法は、処理システムにおいて、
ａ）第１指示値を、第２電極から動作的に接続遮断されるリード線を使用して導出し、ｂ）第２指示値を、第２電極に動作的に接続されるリード線を使用して導出する
ことを含む。
【００１１】
典型的には、方法は、処理システムにおいて、
ａ）或る個数の周波数を決定し、
ｂ）次の周波数を該個数の周波数から選択し、
ｃ）該少なくとも一つの電気信号が該被験者に、選択された周波数で印加されるようにし、
ｄ）該第１及び第２指示値を導出し、
ｅ）ステップ（ｂ），（ｃ），及び（ｄ）を、該個数の周波数の各周波数に対応して繰り返す
ことを含む。
【００１２】
典型的には、方法は、処理システムにおいて、
ａ）実行される少なくとも一つのインピーダンス測定を決定し、
ｂ）該個数の周波数を、決定されたインピーダンス測定を使用して決定する。
【００１３】
典型的には、当該方法では、処理システムにおいて、
ａ）被験者に印加される少なくとも一つの信号の指示値を導出し、
ｂ）少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を、導出された指示値を使用して導出する
ことを含む。
【００１４】
典型的には、方法は、処理システムにおいて、
ａ）該第２指示値を、該第１指示値を使用して変更し、
ｂ）変更済みの第２指示値を使用して、該少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する
ことを含む。
【００１５】
典型的には、方法は、処理システムにおいて、
ａ）少なくとも一つの第１瞬時インピーダンス値を、第１指示値を使用して導出し、
ｂ）少なくとも一つの第２瞬時インピーダンス値を、第２指示値を使用して導出し、
ｃ）少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を、第１及び第２瞬時インピーダンス値を使用して導出する
ことを含む。
【００１６】
典型的には、方法は、処理システムにおいて、第１及び第２指示値を使用して、第１リード線と第２リード線との間の誘導結合を説明することを含む。
第２の広義の形態では、本発明は、
ａ）少なくとも一つの電気信号が被験者に、被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して印加させ、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び該少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を導出する
処理システムを含む、インピーダンス測定を被験者に対して行なう装置を提供する。
【００１７】
典型的には、装置はスイッチを含むことにより、第２電極を第２リード線に選択的に、かつ動作的に接続する。
典型的には、処理システムは、スイッチを開き、そして閉じることにより、第２電極を該第２リード線に選択的に、かつ動作的に接続するために設けられる。
【００１８】
典型的には、装置は、第２リード線を第２電極に接続するバッファ回路を含む。
典型的には、装置は、バッファ回路と第２電極との間に配置されて、第２リード線を第２電極に選択的に、かつ動作的に接続するスイッチを含む。
【００１９】
通常、各第２リード線はリード線ペアを含み、そして各リード線ペアは、第２電極に動作的に接続されるリード線と、そして第２電極から動作的に接続遮断されるリード線とを含む。
【００２０】
第３の広義の形態では、本発明は、
ａ）第１信号が被験者に印加させ、
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）該第２信号の該指示値を使用して、全てのインバランスを求め、
ｄ）変形第１信号を該インバランスに基づいて求め、
ｅ）該変形第１信号が被験者に印加して、少なくとも一つのインピーダンス測定を実行可能にする
処理システムにおいてインピーダンス測定を被験者に対して行なうために使用される方法を提供する。
【００２１】
典型的には、第２信号は、第２電極で検出される電圧であり、そして方法は、処理システムにおいて、
ａ）第２電極群の各第２電極で検出される該電圧を求め、
ｂ）第１電圧を、第２電極群の各第２電極で検出される電圧を使用して求め、
ｃ）インバランスを、第１電圧を使用して求める
ことを含む。
【００２２】
典型的には、第１電圧はコモンモード信号である。
典型的には、方法は、処理システムにおいて、変更済み第１信号を求めることによりインバランスを最小にすることを含む。
【００２３】
典型的には、第１信号は、被験者に第１電極を使用して印加される電圧であり、第２信号は、該当する第２電極で検出される電圧であり、方法は、
ａ）第１信号を被験者に印加することにより生じる電流を求め、
ｂ）第２電極群の各第２電極で検出される電圧を求め、
ｃ）第２電圧を、第２電極群の各第２電極で検出される電圧を使用して求め、
ｄ）インピーダンスパラメータを、求めた電流、及び第２電圧を使用して求める
ことにより、処理システムにおいてインピーダンス測定を行なうことを含む。
【００２４】
典型的には、第２電圧は差分電圧である。
典型的には、第１信号は、被験者に第１電極を使用して印加される電圧であり、方法は、
ａ）第１信号を被験者に印加することにより生じる電流を求め、
ｂ）電流を閾値と比較し、そして
ｃ）被験者に対する第１信号の印加を、比較の結果によって変わる形で選択的に中断することにより、処理システムにおいてインピーダンス測定を行なうことを含む。
【００２５】
典型的には、方法は、
ａ）第１信号を被験者に第１周波数で印加させ、 
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）該第２信号の該指示値を使用してインバランスを求め、
ｄ）変形第１信号を該インバランスに基づいて求め、
ｅ）該変形第１信号が被験者に印加されるようにすることにより、少なくとも一つのインピーダンス測定を該第１周波数で行なうことができるようにし、
ｆ）ステップ（ａ）〜（ｅ）を、少なくとも一つの第２周波数に対応して繰り返す
ことにより、処理システムにおいて或る個数の周波数の各周波数におけるインピーダンス測定を行なうことを含む。
【００２６】
典型的には、方法は、処理システムにおいて、
ａ）制御信号を生成し、制御信号を使用することにより一つ以上の信号を被験者に印加し、 
ｂ）被験者に印加される一つ以上の信号の指示値を受信し、
ｃ）被験者から測定される一つ以上の信号の指示値を受信し、 
ｄ）指示値の少なくとも事前処理を行なうことにより、インピーダンス値の導出を可能にする
ことを含む。
【００２７】
第４の広義の形態では、本発明は、
ａ）第１信号を被験者に印加させ、
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）第２信号の指示値を使用してインバランスを求め、
ｄ）変形第１信号をインバランスに基づいて求め、
ｅ）変形第１信号が被験者に印加させて、少なくとも一つのインピーダンス測定を行なうことができるようにする
ための処理システムを含む、インピーダンス測定を行なう装置を提供する。
【００２８】
典型的には、処理システムは、
ａ）制御信号を生成し、制御信号を使用することにより一つ以上の信号を被験者に印加し、 
ｂ）被験者に印加される一つ以上の信号の指示値を受信し、
ｃ）被験者から測定される一つ以上の信号の指示値を受信し、 
ｄ）指示値の少なくとも事前処理を行なうことにより、インピーダンス値の導出を可能にする
ことを含む。
【００２９】
典型的には、装置は、
ａ）一つ以上の制御信号を受信し、 
ｂ）制御信号を増幅することにより第１信号を生成し、
ｃ）第１信号を被験者に第１電極を介して印加し、そして
ｄ）被験者に印加される第１信号に関するパラメータの指示値を供給する
ための少なくとも一つの信号発生器を含む。
【００３０】
典型的には、装置は、各第１電極に対応する各々の信号発生器を含む。
典型的には、第１信号は電圧であり、信号発生器は、被験者を流れる電流の指示値を供給するために設けられる。
【００３１】
典型的には、装置は、第２電極を介して第２信号を測定する少なくとも一つのセンサを含む。
典型的には、装置は、各第２電極に対する各々のセンサを含む。
【００３２】
典型的には、装置は、２つの第２電極の各第２電極で測定される第２信号を増幅する差動アンプを含む。
典型的には、差動アンプは、
ａ）該第２電極で測定される電圧を表わす差分電圧、及び
ｂ）全てのインバランスを表わすコモンモード信号、
のうちの少なくとも一つを生成する。
【００３３】
典型的には、
ａ）信号発生器及びセンサが取り付けられた第１基板と、
ｂ）少なくとも２つの導電パッドが取り付けられた第２基板と、
を含む電極システムを含む電極システムを含み、導電パッドは、該信号発生器及び該センサを被験者に使用状態において接続するために設けられる。  典型的には、装置は、
ａ）測定デバイス及び該信号発生器を接続し、そして測定デバイス及び該センサを接続する少なくとも２つの接続線と、
ｂ）少なくとも２つの接続線の各接続線に対応するシールドと、
を含む、測定デバイスを第１及び第２電極に少なくとも部分的に接続する少なくとも一つのリード線を含み、これらのシールドは電気的に接続され、かつ測定デバイス及び電極システムの各々における基準電位に接続される。
【００３４】
典型的には、装置は、
ａ）少なくとも２つの電極システムを含み、各電極システムは、
ｉ）被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）信号発生器を被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）センサを被験者に接続する第２電極と、を含み、該装置はさらに、
ｂ）電極システムを制御することによりインピーダンス測定を行なうことができるようにする測定デバイスと、
ｃ）測定デバイスを電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と
を含み、リード線は、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成、及び
ｉｉ）リード線長を最短にする構成
のうちの少なくとも一つの構成となるように配置される。
【００３５】
典型的には、装置は、
ａ）制御信号を、該コンピュータシステムから受信するコマンドに従って生成し、
ｂ）測定インピーダンス値を表わすデータを該コンピュータシステムに供給することにより、インピーダンス値の導出を可能にする
処理システムを、コンピュータシステムに接続するインターフェースを含む。
【００３６】
典型的には、処理システムはＦＰＧＡである。
典型的には、コンピュータシステムは、
ａ）処理システムを制御するコマンドを生成し、 
ｂ）測定インピーダンス値を表わすデータを該処理システムから受信し、そして
ｃ）インピーダンス値を、データを使用して導出する。
【００３７】
第５の広義の形態では、本発明は、
ａ）測定デバイス及び信号発生器を接続し、測定デバイス及びセンサを接続する少なくとも２つの接続線と、
ｂ）少なくとも２つの接続線の各接続線に対応するシールドと、
を含み、測定デバイスを信号発生器とセンサとを含む電極システムに接続するリード線を含む、インピーダンス測定を被験者に対して行なうために使用される装置を提供し、これらのシールドは電気的に接続され、かつ測定デバイス及び電極システムの各々における基準電位に接続される。
【００３８】
典型的には、基準電位はグランド電位である。
典型的には、リード線は、
ａ）測定デバイスを信号発生器に接続することにより、測定デバイスが信号発生器を制御して第１信号を被験者に印加することができるようにする第１ケーブルと、
ｂ）測定デバイスを信号発生器に接続することにより、測定デバイスが、被験者に印加される第１信号に関するパラメータを求めることができるようにする第２ケーブルと、
ｃ）測定デバイスを信号発生器に接続することにより、測定デバイスが、被験者から測定される電圧を求めることができるようにする第３ケーブルと
を含む。
【００３９】
典型的には、電極システムは、
ａ）信号発生器及びセンサが取り付けられた第１基板と、
ｂ）少なくとも２つの導電パッドが取り付けられた第２基板と、
を含み、導電パッドは、信号発生器及びセンサを被験者に使用状態において接続するために設けられる。
【００４０】
第６の広義の形態では、本発明は、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、
ｉ）被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）該信号発生器を被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）該センサを被験者に接続する第２電極と、
を含む電極システムと、
ｂ）該電極システムを制御することによりインピーダンス測定を行なうことができるようにする測定デバイスと、
ｃ）該測定デバイスを該電極システムに接続する少なくとも２つのリード線であって、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成、及び
ｉｉ）リード線長を最短にする構成のうちの少なくとも一つの構成となるように配置される、
リード線とを含む、インピーダンス測定を被験者に対して行なうために使用される装置を提供する。
【００４１】
典型的には、装置は、
ａ）４つの電極システムと、
ｂ）測定デバイスから４つの異なる方向に延びる４つのリード線と、
を含む。
【００４２】
典型的には、装置は、被験者の四肢を支持することにより、測定デバイスをほぼ、被験者の膝の間に位置決めする支持体を含む。
典型的には、各リード線は、
ａ）測定デバイスを信号発生器に接続することにより、測定デバイスが、信号発生器を制御して第１信号を被験者に印加することができるようにする第１ケーブルと、
ｂ）測定デバイスを信号発生器に接続することにより、測定デバイスが、被験者に印加される該第１信号に関するパラメータを求めることができるようにする第２ケーブルと、
ｃ）測定デバイスを信号発生器に接続することにより、測定デバイスが、被験者から測定される電圧を求めることができるようにする第３ケーブルと
を含む。
【００４３】
典型的には、電極システムは、
ａ）信号発生器及びセンサが取り付けられた第１基板と、
ｂ）少なくとも２つの導電パッドが取り付けられた第２基板と、
を含み、導電パッドは、信号発生器及び該センサを被験者に使用状態において接続するために設けられる。
【００４４】
第７の広義の形態では、本発明は、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、
ｉ）被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）信号発生器を被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）センサを被験者に接続する第２電極と、
を含む少なくとも２つの電極システムと、
ｂ）電極システムを制御することによりインピーダンス測定を行なうことを可能にする測定デバイスと、
ｃ）測定デバイスを電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と、
を含む装置を使用し、
ｉ）測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成、
ｉｉ）リード線長を最短にする構成
のうちの少なくとも一つの構成となるようにリードを配線することを含む、インピーダンス測定を被験者に対して行なう方法を提供する。
【００４５】
第８の広義の形態では、本発明は、
ａ）第１信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）第２信号の指示値を使用して全てのインバランスを求め、
ｄ）変形した第１信号をインバランスに基づいて求め、
ｅ）変形した第１信号を被験者に印加して、少なくとも一つのインピーダンス測定を行なうことができるようにする
ことを含む、処理システムにおいて体組成を求めるために使用される方法を提供する。
【００４６】
第９の広義の形態では、本発明は、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、
ｉ）被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）信号発生器を被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）センサを被験者に接続する第２電極と、
を含む少なくとも２つの電極システムと、
ｂ）電極システムを制御することによりインピーダンス測定を行なうことができるようにする測定デバイスと、
ｃ）測定デバイスを電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と
を含む装置を使用し、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成と、
ｉｉ）リード線長を最短にする構成のうちの少なくとも一つの構成と
なるようにリード線を配線することを含む、体組成を求めるために使用される方法を提供する。
【００４７】
第１０の広義の形態では、本発明は、
ａ）第１信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者から測定される第２信号の指示値を導出し、
ｃ）第２信号の指示値を使用して全てのインバランスを求め、
ｄ）変形された第１信号を、インバランスに基づいて求め、
ｅ）変形された第１信号を被験者に印加することにより、少なくとも一つのインピーダンス測定を行なうことを可能にする
処理システムにおいて浮腫の有無、または重症度を診断するために使用される方法を提供する。
【００４８】
第１１の広義の形態では、本発明は、
ａ）少なくとも２つの電極システムであって、
ｉ）被験者に印加される第１信号を印加する信号発生器と、
ｉｉ）被験者から生じた第２信号を検出するセンサと、
ｉｉｉ）信号発生器を被験者に接続する第１電極と、
ｉｖ）センサを被験者に接続する第２電極と
を含む少なくとも２つの電極システムと、
ｂ）電極システムを制御することによりインピーダンス測定を行なうことを可能にする測定デバイスと、
ｃ）測定デバイスを電極システムに接続する少なくとも２つのリード線と
を含む装置を使用し、
ｉ）該測定デバイスから異なる方向に延びることにより、これらのリード線の間の誘導結合を低減する構成、及び
ｉｉ）リード線長を最短にする構成のうちの少なくとも一つの構成
となるようにリード線を配線する、浮腫の有無、または重症度を診断するために使用される方法を提供する。
【００４９】
第１２の広義の形態では、本発明は、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める
ことを含む、浮腫の有無、または重症度を診断するために使用される方法を提供する。
【００５０】
第１３の広義の形態では、本発明は、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める
ことを含む、浮腫の有無、または重症度を診断するために使用される方法を提供する。
【００５１】
第１４の広義の形態では、本発明は、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び該少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める
処理システムを含む、浮腫の有無、または重症度を診断するために使用される装置を提供する。
【００５２】
第１５の広義の形態では、本発明は、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める
体組成を求めるために使用される方法を提供する。
【００５３】
第１６の広義の形態では、本発明は、
ａ）被験者に装着される第１電極に動作的に接続される第１リード線を介して、少なくとも一つの電気信号を被験者に印加し、
ｂ）被験者に装着される第２電極から動作的に接続遮断される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第１電気信号を表わす第１指示値を導出し、
ｃ）被験者に装着される第２電極に動作的に接続される第２リード線を介して測定される少なくとも一つの第２電気信号を表わす第２指示値を導出し、
ｄ）これらの指示値、及び少なくとも一つの印加信号に基づいて、少なくとも一つの瞬時インピーダンス値を求める
処理システムを含む、体組成を求めるために使用される装置を提供する。
【００５４】
本発明の広義の形態は個々に使用することができる、または組み合わせて使用することができ、そしてこれらには制限されないが、浮腫、肺浮腫、リンパ浮腫、体組成、心機能などを含む或る範囲の症状及び病状の有無、または重症度を診断するために使用することができる。
【００５５】
次に、本発明の例について、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】インピーダンス測定装置の例の模式図である。
【図２】インピーダンス測定を図１の装置を使用して行なうプロセスの例のフローチャートである。
【図３】図１の装置に使用されるバッファ回路の例の模式図である。
【図４Ａ】インピーダンス測定を図１の装置を使用して行なうプロセスの第２の例のフローチャートである。
【図４Ｂ】インピーダンス測定を図１の装置を使用して行なうプロセスの第２の例のフローチャートである。
【図５】インピーダンス測定装置の第２の例の模式図である。
【図６】インピーダンス測定装置の第３の例の模式図である。
【図７】インピーダンス測定を図６の装置を使用して行なうプロセスの例のフローチャートである。
【図８】インピーダンス測定装置の第４の例の模式図である。
【図９】コンピュータシステムの例の模式図である。
【図１０】図８の処理システムの機能の例の模式図である。
【図１１Ａ】インピーダンス測定を行なうプロセスの第２の例のフローチャートである。
【図１１Ｂ】インピーダンス測定を行なうプロセスの第２の例のフローチャートである。
【図１１Ｃ】インピーダンス測定を行なうプロセスの第２の例のフローチャートである。
【図１２】信号発生器及びセンサを組み込んだ電極システムの例の模式図である。
【図１３】図１２の測定デバイスと電極システムとの間のリード接続の例の模式図である。
【図１４】リード線配置の例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
次に図１を参照しながら、被験者の生体電気インピーダンスの分析を行なうために適する装置の一つの例を説明する。
図のように、当該装置は測定デバイス１００を含み、測定デバイス１００は、信号発生器１１１及びセンサ１１２に接続される処理システム１０２を含む。使用状態では、信号発生器１１１及びセンサ１１２は、被験者Ｓに装着される第１電極１１３，１１４、及び第２電極１１５，１１６に、該当する第１リード線１２３，１２４、及び第２リード線１２５，１２６を介して接続される。接続は、マルチプレクサのようなスイッチングデバイス１１８を介して行なうことができ、これにより、リード線１２３，１２４，１２５，１２６を信号発生器１１１及びセンサ１１２に選択的に相互接続することができる。
【００５８】
この例では、第２リード線１２５，１２６は、第２電極１１５，１１６に該当するスイッチ１３５，１３６を介して接続される。使用状態では、スイッチ１３５，１３６は、処理システム１０２によって、１３７，１３８の破線で一括して指示される適切な有線制御接続または無線制御接続を使用して制御することができる。
【００５９】
任意の外部インターフェース１０３を使用して、測定デバイス１００を、外部データベースまたはコンピュータシステム、バーコードスキャナなどのような一つ以上の周辺装置１０４に接続することができる。処理システム１０２は更に通常、Ｉ／Ｏ装置１０５を含み、Ｉ／Ｏ装置１０５は、タッチスクリーン、キーパッド及びディスプレイなどのようないずれかの適切な形態とすることができる。
【００６０】
使用状態では、処理システム１０２は、制御信号を生成するように適合させ、この制御信号によって、信号発生器１１１は、電圧信号または電流信号のような一つ以上の交流信号を生成するようになり、これらの交流信号は被験者Ｓに第１電極１１３，１１４を介して印加することができる。次に、センサ１１２は、被験者Ｓに生じる電圧、または被験者Ｓを流れる電流を、第２電極１１５，１１６を使用して求め、そして適切な信号を処理システム１０２に転送する。
【００６１】
従って、処理システム１０２は、適切な制御信号を生成し、そして測定信号の指示値を解釈することにより被験者Ｓの生体電気インピーダンスを求め、更に任意であるが、心臓パラメータ、浮腫の有無または重症度などのような他の情報を求めるために適する、いずれかの形態の処理システムとすることができる。
【００６２】
従って、処理システム１０２は、ラップトップ、デスクトップ、ＰＤＡ，スマートホンなどのような、適切にプログラムされたコンピュータシステムとすることができる。別の構成として、処理システム１０２は、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）のような特殊ハードウェア、またはプログラムされたコンピュータシステム及び特殊ハードウェアの組み合わせなどにより構成することができる。
【００６３】
処理システム１０２、信号発生器１１１、及びセンサ１１２は、共通のハウジングに組み込むことができるので、一つの統合デバイスを構成することができることを理解されたい。別の構成として、処理システム１０２は信号発生器１１１及びセンサ１１２に、有線接続または無線接続を介して接続することができる。これにより、処理システム１０２は、信号発生器１１１及びセンサ１１２から遠く離れた場所に配設することができる。従って、処理システム１０２が被験者Ｓから遠く離れて位置する状態で、信号発生器１１１及びセンサ１１２を一つのユニットとして、被験者Ｓの近傍に配設する、または被験者Ｓが持ち運ぶことができる。
【００６４】
一つの例では、第１電極１１３，１１４は、被験者Ｓの胸部及び首部に装着される。しかしながら、この構成は、行なわれる分析の性質によって変わる。従って、例えばこの電極配置が、心機能分析に適するのに対し、リンパ浮腫では、電極は通常、必要に応じて四肢に装着される。
【００６５】
一旦、電極が装着されると、一つ以上の交流信号が被験者Ｓに、第１リード線１２３，１２４、及び第１電極１１３，１１４を介して印加される。交流信号の性質は、測定デバイスの性質、及び行なわれる次の分析の性質によって変わることになる。
【００６６】
例えば、システムは、生体インピーダンス分析法（ＢＩＡ）を利用することができ、この分析では、単一の低周波数信号を被験者Ｓに印加し、この場合、測定インピーダンスが必要に応じて使用される。これとは異なり、生体インピーダンス分光（ＢＩＳ）装置は、インピーダンス測定を選択周波数範囲の複数の周波数において行なう。いずれの範囲の周波数も使用することができるが、通常の周波数は、非常に低い周波数（４ｋＨｚ）から高い周波数（１５０００ｋＨｚ）の範囲である。同様に、いずれの回数の測定も行なうことができるが、一つの例では、システムは、この範囲に含まれる２５６個以上の異なる周波数を使用することができるので、複数回のインピーダンス測定をこの範囲内で行なうことができる。
【００６７】
従って、測定デバイス１００は、単一周波数の交流信号を印加する、複数の周波数の交流信号を同時に印加する、または異なる周波数の多数の交流信号を連続的に印加することができ、いずれの方法で印加するかは、好適な実施形態によって変わる。印加信号の周波数または周波数範囲も、行なわれる分析によって変わり得る。
【００６８】
一つの例では、印加信号は、電流源からの周波数の高い電流にクランプされるか、または制限されるので、当該信号は、許容可能な被験者の最大余剰電流を超えることがない。しかしながら、別の構成として、電圧信号を、電流が測定対象の被験者に流れる状態で印加することができる。信号は、一定電流信号、インパルス関数信号、または一定電圧信号のいずれかとすることができ、この場合、電流が測定されるので、当該信号は、許容可能な被験者の最大余剰電流を超えることがない。
【００６９】
信号を印加することによって通常、磁界の変化が、第１リード線１２３，１２４を取り囲む領域において生じる。しかしながら、図１に概要を示すように、必要とされる電極配置によって、特に第２電極１１５，１１６を第１電極１１３，１１４の内側に配置する必要があることによって、第１リード線１２３，１２４、被験者Ｓ、及び測定デバイス１００によって定義されるループが形成される。これにより、磁界が１５０で一括指示されるように生成され、この場合、第２リード線１２５，１２６は磁界の内部に設けられる。
【００７０】
電位差及び／又は電流が第２電極１１５と１１６との間で測定される。取得信号及び測定信号は、ＥＣＧ（心電図）のようなヒトの体から発する電位、印加信号によって生成される電位、及び周囲の電磁波干渉によって生じる他の信号が重畳した信号となる。従って、フィルタリングまたは他の適切な分析を用いて不所望の成分を除去する必要がある。
【００７１】
取得信号を通常、復調することにより、印加周波数におけるシステムのインピーダンスを取得する。重畳周波数を復調する一つの適切な方法では、高速フーリェ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを使用して、時間領域データを周波数領域に変換する。このアルゴリズムは通常、印加電流信号が、複数の印加周波数が重畳した信号である場合に使用される。測定信号のウィンドウ化を必要としない別の手法がスライディングウィンドウＦＦＴである。
【００７２】
印加電流信号が、掃引範囲の種々の周波数により形成される場合、信号の相関付けのような信号処理手法を使用することが、ごく普通に行なわれている。この手法は、測定信号に、信号発生器により生成される基準正弦波及び余弦波を乗算する、または測定正弦波及び余弦波を乗算し、そして全部の個数の周期に亘って積分することにより行なうことができる。直交復調または同期検出として種々の形で知られているこのプロセスでは、全ての無相関信号または非同期信号を除去し、そしてランダムノイズを大幅に低減する。
【００７３】
他の適切なデジタル及びアナログ復調技術がこの分野の当業者には公知になっている。
ＢＩＳの場合、インピーダンス測定値またはアドミタンス測定値が、各周波数の信号に基づいて、記録電圧及び被験者を流れる電流を比較することにより導出される。次に、復調アルゴリズムによって、各周波数の振幅／位相信号を生成することができる。
【００７４】
上記のプロセスの一部として、第２電極群の間の距離を測定し、そして記録することができる。同様に、身長、体重、年齢、性別、健康状態、全ての介入、及びこれらの介入が行なわれた日時のような被験者に関連する他のパラメータを記録することができる。電流治療のような他の情報を記録することもできる。次に、この情報は、インピーダンス測定の分析を更に進めるために使用することができるので、浮腫の有無または浮腫の重症度を判断して、体組成の評価などが可能になる。
【００７５】
インピーダンスの正確な測定を支援するために、以下に更に詳細に説明するように、バッファ回路をコネクタに組み込むことができ、これらのコネクタを使用して第２電極１１５，１１６を第２リード線１２５，１２６に接続する。これにより確実に、被験者Ｓの電圧応答を正確に検出することができ、特に第２リード線１２５，１２６の応答に起因する測定電圧への影響を取り除き易くなり、そして信号損失を低減することができる。
【００７６】
これによって今度は、第２リード線１２５，１２６の移動によって生じるアーチファクトを大幅に低減させることができ、アーチファクトの低減は、透析中の体液濃度のモニタリングのような用途において特に重要であり、このような用途では、セッションが普通、数時間に亘って続き、そして被験者はこの時間中に動き回り、そして位置を変える。
【００７７】
別の選択肢では、電圧の差分を測定するが、これは、各第２電極１１５，１１６の電位を測定するために使用されるセンサが、単一終端システムと比較した場合に、電位の半分を測定するだけで済むことを意味する。
【００７８】
測定システムでは、第１電極１１３，１１４と第１リード線１２３，１２４との間のコネクタにバッファを組み込むこともできる。一つの例では、電流を駆動するか、または供給して、電流の差分が被験者Ｓを流れるようにすることもでき、これによって、この場合も同じようにして、寄生容量を、コモンモード電流を半分にすることによって大幅に低減することができる。差分システムを採用する別の大きな利点は、微細電子部品をコネクタに各第１電極１１３，１１４に対応して装着することによって、被験者Ｓが、従ってリード線１２３，１２４が移動するときに大きくなる寄生容量を除去することもできることである。
【００７９】
次に、インピーダンス分析を行なう装置の動作の例について、図２を参照しながら説明する。
ステップ２００では、信号を被験者Ｓに第１リード線１２３，１２４、及び第１電極１１３，１１４を介して印加する。ステップ２１０では、第２リード線１２５，１２６内に生じる信号を表わす第１指示値を導出する。通常、第１指示値の導出は、センサ１１２に第１信号を、第２リード線１２５，１２６を第２電極１１５，１１６から動作的に接続遮断した状態で検出させることにより行なうことができ、この場合、第１指示値は、検出された第１信号がデジタル化された信号である。
【００８０】
ステップ２２０では、被験者Ｓの体内に生じる信号を表わす第２指示値を導出する。ここでも同じようにして、第２指示値の導出は通常、センサ１１２に、第２リード線１２５，１２６からの第２信号を、第２リード線１２５，１２６を第２電極１１５，１１６に動作的に接続した状態で検出させることにより行なうことができ、この場合、第２指示値は、検出された第２信号がデジタル化された信号である。
【００８１】
ステップ２１０及び２２０はいずれの順番でも行なうことができ、そして上記順番は、例示のためにのみ提示されていることを理解されたい。
動作的な接続遮断は、各第２リード線１２５，１２６、及び対応する第２電極１１５，１１６を物理的に離間させることにより行なうことができる。従って、例えばオペレータは、第２リード線１２５，１２６を、対応する第２電極１１５，１１６から取り外し、次に、第２リード線１２５，１２６及び第２電極１１５，１１６を、被験者のインピーダンスを測定しようとするときに再び取り付けることができる。
【００８２】
しかしながら、第２リード線１２５，１２６は、ステップ２２０での測定に使用される場合と同じ物理的配置で配設されることが好ましく、従って、動作的な接続遮断は、スイッチ１３５，１３６を使用して行なうことができる。この例では、スイッチ１３５，１３６は、ステップ２１０で開き位置になるように、そしてステップ２２０で閉じ位置になるように配設される。
【００８３】
また、動作的な接続遮断を行なう或る範囲の別の機構を使用することができることを理解されたい。従って、例えばリード線及び電極を物理的に接続遮断するスイッチ１３５，１３６を使用するのではなく、動作的な接続遮断を、実効的な接続遮断によって実現する。この実効的な接続遮断は、抵抗体をスイッチ１３５，１３６の代わりに使用して、第２リード線１２５，１２６と第２電極１１５，１１６との間の接続インピーダンスを変更することにより行なうことができる。この例では、可変抵抗体を使用することにより、抵抗またはインピーダンスを、第２リード線１２５，１２６と第２電極１１５，１１６との間の接続を動作的に遮断することが望ましい場合に大きくすることができる。同様に、抵抗／インピーダンスは、第２リード線１２５，１２６と第２電極１１５，１１６とを動作的に接続することが望ましい場合に小さくすることができる。他の同様の手法を使用することもできることを理解されたい。
【００８４】
ステップ２３０では、測定デバイス１００が動作して、電流信号及び電圧信号を分析することにより、被験者のインピーダンスを表わすインピーダンス値を導出することができる。一つの例では、インピーダンス値の導出は、第１指示値及び第２指示値を使用することにより、例えば第１電圧を第２電圧から減算することにより行なうことができる。別の構成として、第２電圧に対するいずれかの適切な変形を、第１電圧を使用して行なうことができる。更に別の構成として、第１及び第２インピーダンス値を、第１及び第２電圧に基づいて計算し、次に第２インピーダンス値を、第１インピーダンス値を使用して変更する。
【００８５】
誘導結合の影響の大きさは、印加電流の周波数によって変わるので、測定を複数の周波数で行なおうとする場合、通常、ステップ２１０及び２２０を各周波数において行なうことになる。
【００８６】
重ね合わせが使用される場合には、ステップ２１０及び２２０を、各重ね合わせ周波数で繰り返すことになる。従って、周波数を重ね合わせることにより形成される信号をステップ２１０で印加し、この場合、第２リード線１２５，１２６と第２電極１１５，１１６との間の接続が動作的に遮断される。次に、同じ信号を再度ステップ２２０で印加し、この場合、第２リード線１２５，１２６と第２電極１１５，１１６とが動作的に接続される。
【００８７】
電圧バッファ回路の例を図３に示す、この例では、各第２電極１１５，１１６は、該当するバッファ回路３０１，３０２に接続される。
この例では、各バッファ３０１，３０２はアンプＡ１０，Ａ１１と、そして図示のように相互接続される多数の抵抗体Ｒ２１，．．．，Ｒ２６と、を含む。使用状態では、各バッファ３０１，３０２は該当する電極１１５，１１６に接続線３０５，３０６を介して接続される。バッファ３０１，３０２は更に、リード線１２５，１２６を介してスイッチングユニット１１８及びセンサ１１２に接続され、当該センサ１１２は一つの例では、差動アンプにより形成される。従って、該当するバッファ回路３０１，３０２が電極群１１５，１１６の各々に接続され、そして次に差動アンプに１１２に接続されて、被験者Ｓに現われる電位差を求めることができることを理解されたい。
【００８８】
使用状態では、各アンプＡ１０は検出信号を増幅し、そして第２リード線１２５，１２６を形成する該当するケーブルのコアを駆動するのに対し、各アンプＡ１１は検出信号を増幅し、そして第２リード線１２５，１２６を形成するケーブルの該当するシールドを駆動する。抵抗体Ｒ２６及びＲ２６は、アンプ出力をケーブルに関連する容量から分離するように作用するが、これらの抵抗体が必要であるかどうかは、選択されるアンプによって変わる。これにより、多芯シールドケーブルを使用して、第２電極１１５，１１６との接続を確立することができる。
【００８９】
図のように、バッファ回路３０１，３０２は第２電極１１５，１１６にスイッチ１３５，１３６を介して接続される。スイッチ１３５，１３６を第２電極１１５，１１６とバッファ回路３０１，３０２との間に配置することにより、誘導結合の影響によってバッファ回路内に生じるどのような電圧も確実に考慮に入れる。
【００９０】
次に、装置の第２の例示的な動作について図４Ａ〜４Ｃを参照しながら説明する。
ステップ４００では、オペレータはインピーダンス測定の種類を、処理システム１００を使用して選択する。この選択は、多くの方法で行なうことができ、そして通常、処理システム１００に、利用可能な測定手順のリストを含むユーザインターフェースを表示させて、所望の手順をＩ／Ｏ装置１４２を使用して選択可能にして行なうことができる。更に、または別の構成として、オペレータはカスタム手順を定義することができる。
【００９１】
利用可能な手順は通常、プロファイルとしてメモリ１４１に格納され、そして行なわれる予定の測定のシーケンスを記述する。このシーケンスは、信号発生器１１１によって生成する必要のある信号に関する情報、及び信号を被験者Ｓに印加する必要があるときに使用される相対タイミングを含む。これらのプロファイルは、記録された測定値に対して実施する必要のある計算の算出値を含むことにより、体組成、または他の生物学的指標を、或いは健康状態の良否を確認することができる。
【００９２】
従って、例えば心機能判定を行なう場合、通常、リンパ浮腫測定、体組成測定、肺浮腫検出などを実施する場合とは異なる印加電流シーケンス及び異なるインピーダンス分析を利用する。
【００９３】
一旦、適切な測定の種類がオペレータによって選択されると、これによって、処理システム１００は印加される電流信号の次の周波数ｆｉをステップ４１０で選択する。
ステップ４２０では、処理システム１００によって、スイッチ１３５，１３６が開くようになる。この操作は、いずれかの適切な方法で行なうことができ、そしてスイッチの性質によって大きく変わる。例えば、スイッチが手動で操作される場合、これには、処理システム１００がスイッチを開く必要があることを示す指示を表示する必要があり、この場合、オペレータは、一旦、スイッチが開いてしまうと、この指示を確認したことを通知する。しかしながら、好適には、スイッチは処理システム１００によって電気的に制御されるので、プロセスを自動的に実行することができる。この操作は、いずれかの適切な方法により行なうことができる。
【００９４】
ステップ４３０では、処理システム１００は信号発生器１１１に指示して周波数ｆｉの交流電流を生成させ、この場合、この電流は被験者Ｓにリード線１２３，１２４、及び電極１１３，１１４を介して印加され、印加電流の指示値は適宜、処理システム１００にステップ４４０で返される。この操作は、印加電流が、信号発生器を処理システム１００で制御することによってのみ決定される場合には、または印加電流が別の方法で、以下のステップ４８０において測定される場合には必要ではない。
【００９５】
同時に、ステップ４５０では、リード線１２５，１２６内に生じる第１電圧を、センサ１１２を使用して測定し、この場合、測定電圧を表わす第１指示値は処理システム１００に返される。
【００９６】
ステップ４６０では、処理システム１００はスイッチ１３５，１３６に指示してこれらのスイッチを閉じるが、この操作は、信号発生器１１１に指示して周波数ｆｉの交流電流を被験者Ｓにステップ４７０で印加させる前に行なわれる。印加信号の指示値を適宜、処理システム１００にステップ４８０で返す。同時に、ステップ４９０では、被験者Ｓ及び第２リード線１２５，１２６内に生じる第２電圧を、センサ１１２を使用して測定し、測定電圧を表わす第２指示値は処理システム１００に返される。
【００９７】
ステップ４４０またはステップ４８０のいずれかは、信号発生器が、同じ電流をステップ４３０及び４７０で供給するために十分安定している場合には、または誘導結合によって生じるリード線のインピーダンスが分析に使用されない場合には必要ではないことを理解されたい。
【００９８】
この例では、ステップ５００において、第１電圧を使用して、第１電圧を第２電圧から減算する方法によるか、第２電圧をスケーリングする方法によるか、或いは他の方法などのいずれかの方法によって、第２電圧を変形させる。次に、変形第２電圧及び印加電流を使用して瞬時インピーダンス値をステップ５１０で導出する。
【００９９】
別の構成として、ステップ５００では、第１及び第２インピーダンス値を、第１及び第２電圧にそれぞれ基づいて導出することができ、この場合、第１インピーダンス値を使用して第２インピーダンス値を変更する。
【０１００】
電流信号及び電圧信号を処理している間、ＥＣＧ信号を抽出するための電圧信号Ｖの処理のような更に別の処理は、インピーダンス測定プロファイルによって変わる形で行なうこともできる。また、信号を通常、フィルタリングすることにより、確実に、印加周波数ｆｉの信号のみがインピーダンス判定に使用されるようにする。これにより、ノイズの影響の低減だけでなく、必要な処理の量の低減が容易になる。
【０１０１】
ステップ５２０では、プロファイルに必要とされる全ての周波数が完了したかどうかを判断し、完了しなかった場合には、プロセスはステップ４１０に戻って、次の周波数を使用することができるようにする。完了した場合には、ステップ５３０で、この技術分野の当業者が理解するように、インピーダンス値を分析して生物学的指標を確認することができる。
【０１０２】
上記のプロセスでは、第１及び第２電圧を、今度は各測定周波数で導出する。別の構成として、当該プロセスでは、第１電圧を各周波数で導出し、次に続いて、第２電圧を各周波数で導出する、または逆に、第２電圧を各周波数で導出し、次に続いて、第１電圧を各周波数で導出する。しかしながら、第１及び第２電圧測定を今度は各周波数で行なうことにより、確実に、第１及び第２リード線１２３，１２４，１２５，１２６が、第１及び第２電圧を測定するときに同様の場所に位置し易くなり、確実に、誘導結合の影響が両方の場合において同じになり易くなる。これとは異なり、第１電圧測定をまず行なう場合、第２電圧測定が行なわれる時までに、被験者Ｓが、従ってリード線１２３，１２４，１２５，１２６が移動してしまう恐れがあるので、誘導結合の影響が変わってしまう、従って上記のプロセスの有効性が低下してしまう。
【０１０３】
次に、別の装置の例について、図５を参照しながら説明する。この例では、図１に示す構成要素と同様の構成要素には同様の参照番号を使用している。
この例では、第２リード線１２５，１２６は、リード線ペア５２５Ａ，５２５Ｂ，及び５２６Ａ，５２６Ｂにより形成され、これらのリード線の各々は、バッファ３０１，３０２と同様の該当するバッファ回路５４５Ａ，５４６Ａ，５４５Ｂ，５４６Ｂを含む。この例では、リード線５２５Ａ，５２６Ａを電極１１５，１１６に接続することにより第２電圧の測定を可能にするのに対し、リード線５２５Ｂ，５２６Ｂを未接続のままにして、第１電圧の測定を可能にする。
【０１０４】
従って、この配置によって、第１及び第２電圧を同時に測定することができ、これによって今度は、確実に、リード線１２３，１２４，５２５Ａ，５２６Ａ，５２５Ｂ，５２６Ｂの全てが、測定を行なうときに同じ場所に位置するので、確実に、各第２リード線ペア５２５Ａ，５２５Ｂ、５２６Ａ，５２６Ｂの全てが、同じ誘導結合の影響を受けるようになる。更に、測定を同時に行なうことにより、測定プロセスに要する時間の長さを短くし、かつスイッチ１３５，１３６の必要を無くすことができる。
【０１０５】
誘導結合の影響を正確に打ち消し易くするために、通常、リード線ペア５２５Ａ，５２５Ｂ、５２６Ａ，５２６Ｂの各リード線が確実に、誘導結合の影響に対して同様の応答を示すようにすることが行なわれる。この状況は、リード線ペア５２５Ａ，５２５Ｂ、５２６Ａ，５２６Ｂにおけるリード線群の各リード線、及び関連するバッファ回路５４５Ａ，５４５Ｂ、５４６Ａ，５４６Ｂのインピーダンスが確実に、出来る限り正確に一致するようにすることにより実現することができる。これによって、製造の複雑さ、及びコストが増えるので、幾つかの例では、図１の装置を使用することが好ましいのに対し、他の状況では、図５の装置が相対的に適している。
【０１０６】
いずれにしても、これらのリード線内に生じる電圧を個々に測定して、被験者に現われる電圧を別々に測定することにより、上記のプロセスでは、信号供給源と信号測定リード線との誘導結合を明らかにすることができる。これにより、測定プロセスの正確性、従って全ての導出インピーダンス値または生物学的指標の正確性を高め易くなる。
【０１０７】
次に、被験者の生体電気インピーダンスの分析を行なう装置の別の例について、図６を参照しながら説明する。
図のように、当該装置は、処理システム６０２を含む測定デバイス６００を含み、処理システム６０２は、一つ以上の信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂに、該当する第１リード線６２３Ａ，６２３Ｂを介して接続され、さらに一つ以上のセンサ６１８Ａ，６１８Ｂに、該当する第２リード線６２５Ａ，６２５Ｂを介して接続される。図１の例に示すように、接続はマルチプレクサのようなスイッチングデバイスを介して行なうことができるが、この構成は重要ではない。
【０１０８】
使用状態では、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂは、２つの第１電極６１３Ａ，６１３Ｂに接続され、これらの第１電極は従って、駆動電極として機能して、被験者Ｓへの信号の印加を可能にするのに対し、一つ以上のセンサ６１８Ａ，６１８Ｂは、第２電極６６Ａ，６６Ｂに接続され、これらの第２電極は従って、検出電極として機能する。
【０１０９】
信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂ及びセンサ６１８Ａ，６１８Ｂは、処理システム６０２と電極６１３Ａ，６１３Ｂ，６６Ａ，６６Ｂとの間のいずれの位置にも設けることができ、従って、測定デバイス６００に組み込むことができる。しかしながら、一つの例では、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂ及びセンサ６１８Ａ，６１８Ｂは、電極システムに、または被験者Ｓの近傍に配設される別のユニットに組み込むことができ、この場合、リード線６２３Ａ，６２３Ｂ，６２５Ａ，６２５Ｂで、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂ及びセンサ６１８Ａ，６１８Ｂを処理システム６０２に接続する。
【０１１０】
上記のシステムが２チャネルデバイスであることを理解されたい。この場合、各チャネルは添え字Ａ，Ｂでそれぞれ指示される。２チャネルデバイスの使用は、単に例示のためにのみ行なわれ、これについては以下に更に詳細に説明する。
【０１１１】
任意の外部インターフェース６０２を使用して、測定デバイス６００を、有線、無線、またはネットワーク接続を介して、外部データベースまたはコンピュータシステム、バーコードスキャナなどのような一つ以上の周辺装置６０４に接続することができる。また、処理システム６０２は通常、Ｉ／Ｏ装置６０５を含み、Ｉ／Ｏ装置６０５は、タッチスクリーン、キーパッド及びディスプレイなどのようないずれかの適切な形態とすることができる。
【０１１２】
使用状態では、処理システム６０２は、図１の処理システム１０２と同様の態様で機能するので、制御信号を生成するように適合させ、この制御信号によって、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂは、適切な波形の電圧信号または電流信号のような一つ以上の交流信号を生成するようになり、これらの交流信号は被験者Ｓに第１電極６１３Ａ，６１３Ｂを介して印加することができる。次に、センサ６１８Ａ，６１８Ｂは、被験者Ｓに現われる電圧、または被験者Ｓを流れる電流を、第２電極６１５Ａ，６１５Ｂを使用して求め、そして適切な信号を処理システム６０２に転送する。
【０１１３】
従って、処理システム６０２は、適切な制御信号を生成し、そして測定信号を少なくとも部分的に解釈することにより被験者Ｓの生体電気インピーダンスを導出し、更に任意であるが、浮腫の有無または重症度などのような他の情報を求めるために適する、いずれかの形態の処理システムとすることができることを理解されたい。
【０１１４】
従って、処理システム６０２は、ラップトップ、デスクトップ、ＰＤＡ，スマートホンなどのような、適切にプログラムされたコンピュータシステムとすることができる。別の構成として、処理システム６０２は、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）のような特殊ハードウェア、またはプログラムされたコンピュータシステム及び特殊ハードウェアの組み合わせなどにより構成することができ、これについては以下に更に詳細に説明する。
【０１１５】
使用状態では、第１電極６１３Ａ，６１３Ｂを被験者Ｓに装着して、一つ以上の信号を被験者Ｓに送り込むことができるようにする。第１電極の位置は、検査対象の被験者Ｓの部位によって変わる。従って、例えば第１電極６１３Ａ，６１３Ｂを被験者Ｓの胸部及び首部に装着して、胸腔のインピーダンスを導出することにより、心機能分析に使用することができる。別の構成として、電極を被験者の手首及び足首に装着することにより、四肢及び／又は体全体のインピーダンスを導出することにより、浮腫分析などに使用することができる。
【０１１６】
一旦、電極が装着されると、一つ以上の交流信号を被験者Ｓに、第１リード線６２３Ａ，６２３Ｂ及び第１電極６１３Ａ，６１３Ｂを介して、図６を参照しながら上に説明した方法と同様の方法で印加する。
【０１１７】
従って、測定デバイス６００は、単一周波数の交流信号を印加するか、複数の周波数の交流信号を同時に印加するか、または異なる周波数の多数の交流信号を連続的に印加することができ、いずれの方法で印加するかは、好適な実施形態によって変わる。印加信号の周波数または周波数範囲は、行なわれる分析によっても変わる。
【０１１８】
一つの例では、印加信号は、交流電圧を被験者Ｓに印加する電圧発生器によって生成されるが、別の構成として、電流信号を印加しても良い。一つの例では、電圧源は通常、対称配置され、そして／または対称にならないように配置され、この場合、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂの各々を個別に制御することができるので、被験者に現われる電位を変化させることができる。
【０１１９】
電位差及び／又は電流が第２電極６６Ａと６６Ｂとの間で測定される。一つの例では、電圧の差分を測定するが、これは、各センサ６１８Ａ，６１８Ｂを使用して、各第２電極６６Ａ，６６Ｂの電位を測定するので、単一終端システムと比較した場合に、電位の半分を測定するだけで済むことを意味する。
【０１２０】
次に、測定信号を上記のように分析することにより、インピーダンス測定値を導出することができる。
インピーダンスの測定の精度は、上記の誘導結合の他に、多数の他の外部要因の影響を受ける。これらの外部要因として、例えば被験者と周囲環境との間だけでなく、リード線と被験者と間の誘導結合の影響を挙げることができ、これらの誘導結合は、リード線構造、リード線構成、被験者位置などのような要因によって変わる。更に、通常、電極表面と皮膚との間の電気接続のインピーダンス（「電極インピーダンス」として知られる）には変化が生じ、この変化は、皮膚の湿気具合、メラトニン濃度などのような要因によって変わり得る。この変化は、異なる電極サイズ、及び電極に加わる圧力によっても生じ得る。別の誤差発生原因は、リード線を構成する異なる電気接続導体の間の、またはこれらのリード線自体の間の誘導結合の発生である。
【０１２１】
このような外部要因によって、測定プロセス、及びそれに続く分析が不正確になり、従って、測定プロセスに与える外部要因の悪影響を低減することができることが望ましい。
寄生容量及び誘導結合のような所定の外部要因がリード線群の各リード線を伝送される信号に影響するので、信号を印加することによって、検出電極に関して対称な電圧が得られるようにインピーダンス測定を行なうことが好ましい。この理由は、これらの電極で検出される電圧が非対称である場合（「インバランス」と表記される状態）、差が、これらのリード線を伝送される信号の振幅に生じることによって、ノイズ及び干渉に起因する異なる影響が現われる。
【０１２２】
例えば、インバランスによって、これらの一連のリード線群のうちの一つのリード線を伝送される電圧信号が小さくなり、この小さくなった電圧信号は、ノイズ及び他の外部影響から更に大きな悪影響を受ける。従って、この電圧が十分小さい場合、当該電圧は、誘導性現象などに起因して発生する電圧に埋もれてしまう。更に、リード線群のうちの一つのリード線に発生する電圧が大きくなると、該当する当該リード線に関連する寄生容量及び誘導結合が大きくなる。従って、これらの現象の影響によって、結果として得られる計算インピーダンスの全てに関する精度が低下する。
【０１２３】
インバランスは、多数の異なる理由によって起こり得て、例えば異なる接触インピーダンスが電極と被験者との間に発生する場合だけでなく、異なる接触面積、異なる接触圧力などが発生する場合に起こり得るため、このような問題は回避するのが難しいことを理解されたい。
【０１２４】
被験者に現われる電位が、被験者の実効中心に対して対称ではないインバランスが発生すると「コモンモード」信号が生じ、この信号は効果的に、被験者から生じた信号の指標となり、この指標は被験者のインピーダンスには関連しない。
【０１２５】
従って、この影響を低減し易くするために、信号を被験者に印加して、これらの信号によって、検出電極に関して対称な電圧が得られるようにすることが望ましい。これは通常、測定装置の基準電圧が、電極装着部を基準として見た場合に、被験者の実効中心点に近い位置に現われることを意味する。
【０１２６】
一つの例では、検出電極に関して対称な電圧は、双方向電圧差分駆動方法のような対称電圧源を使用することにより得ることができ、この対称電圧源は、対称電圧を駆動電極６１３Ａ，６１３Ｂの各々に印加する。しかしながら、この構成は、実際の環境では普通のことであるが、２つの駆動電極６１３Ａ，６１３Ｂの電極インピーダンスが一致しない場合には必ずしも効果的ではない。
【０１２７】
一つの例では、当該装置ではこの問題を、駆動電極６１３Ａ，６１３Ｂの各々に印加される差分駆動電圧を調整して、異なる電極インピーダンスを補正し、これによって、電圧の所望の対称性を検出電極６１５Ａ，６１５Ｂにおいて復元することにより解決する。このプロセスは、本明細書では、「バランシング」と表現され、そして一つの例では、このプロセスによって、コモンモード信号の振幅を小さくし易くする、従って被験者に関連する寄生容量によって生じる電流損失を小さくし易くすることができる。
【０１２８】
インバランスの程度、従って必要とされるバランシングの精度は、検出電極６１５Ａ，６１５Ｂに現われる信号をモニタリングし、次にこれらの信号を使用して、被験者に駆動電極６１３Ａ，６１３Ｂを介して印加される信号を制御することにより求めることができる。具体的には、インバランスの程度は、検出電極６１５Ａ，６１５Ｂで検出される電圧を使用して計算することができる。
【０１２９】
一つの例では、検出電極６１５Ａ，６１５Ｂの各々で検出される電圧を使用して第１電圧を計算し、この第１電圧は複数の測定電圧を合成する、または加算することにより得られる。
【０１３０】
従って、第１電圧は加算電圧（普通、コモンモード電圧または信号と表記される）とすることができ、加算電圧は差動アンプを使用して求めることができる。
この点に関して、差動アンプを通常、使用することにより、２つの検出電圧信号Ｖａ，Ｖｂを合成して第２電圧を求め、第２電圧は一つの例では、被験者の注目部位の間に生じる電圧差Ｖａ−Ｖｂであり、この電圧差を、被験者を流れる電流の測定値と一緒に使用してインピーダンス値を生成する。しかしながら、幾つかの差動アンプは、コモンモード電圧の指標である「コモンモード」信号（Ｖａ＋Ｖｂ）／２を供給する。
【０１３１】
幾つかの差動アンプは、コモンモード除去機能を備えるが、この機能は普通、限定された効果しかもたらさず、かつこの機能によって通常、高い周波数での有効性が低下するので、大きいコモンモード信号によって差分信号に重畳する誤差信号が生成される。
【０１３２】
コモンモード信号の振幅を求めることにより、印加電圧を調整することができ、この調整は、例えば印加信号の相対振幅及び／又は位相を調整して、コモンモード信号を最小にし、そして全てのインバランスをほぼ無くすことにより行なわれる。
【０１３３】
次に、この操作を実行するための図６の装置の動作の例について、図７を参照しながら説明する。
ステップ７００では、信号を被験者Ｓに、第１電極６１３Ａ，６１３Ｂを介して印加し、この場合、被験者Ｓから測定される電圧信号はステップ７１０で導出される。この操作は通常、上に概要を説明した手法を使用して行なうことができる。
【０１３４】
ステップ７２０では、全てのインバランスを、処理システム６０２によって、第２電極６１５Ａ，６１５Ｂの各々で測定される電位に基づいて生成される第１電圧を使用して求め、この第１電圧は一つの例では、コモンモード信号を表わす。
【０１３５】
ステップ７３０では、測定デバイス６００は適宜、被験者Ｓに印加される信号を調整して、インバランスを低減し、その結果、全てのコモンモード信号の振幅が低減される。従って、第１電極６１３Ａ，６１３Ｂのうちのいずれか一つの第１電極に印加される信号は、例えば相対信号振幅を大きくするか、または小さくし、そして／または相対信号位相を変更することにより調整されるので、被験者に現われる信号をバランスさせ、電極配置を基準にしたときに、被験者に現われる基準電位の位置を中心に位置させることができる。
【０１３６】
ステップ７４０では、測定デバイスは次に、被験者に印加される信号、及び電極６１３Ａ，６１３Ｂで測定される電位を求めることにより、インピーダンスをステップ７５０で導出することができる。
【０１３７】
基準の位置がインピーダンスによって変わるので、被験者に現われる基準電位の位置、従ってインバランスは通常、印加信号の周波数によって変わる。従って、一つの例では、インバランスを求め、そして各印加周波数の印加信号を調整することが普通、行なわれる。しかしながら、この操作は、特定の実施形態によって変わるようにしても良い。
【０１３８】
次に、当該装置の特定の例について、図８を参照しながら更に詳細に説明する。
この例では、測定システム８００は、コンピュータシステム８１０及び個別測定デバイス８２０を含む。測定デバイス８２０は、インターフェース８２１に接続される処理システム８３０を含み、インターフェース８２１によって、コンピュータシステム８１０との有線通信または無線通信が可能になる。処理システム８３０はまた、８２２，８２３，８２４，８２５，８２６で示すように、種々のタイプのメモリのような一つ以上のストアに適宜接続することができる。
【０１３９】
一つの例では、インターフェースはブルートゥース・スタックであるが、いずれかの適切なインターフェースを使用しても良い。メモリは、ブートアッププロセスに必要な情報を保存するブートメモリ８２２と、デバイスシリアル番号の書き込みを可能にするプログラマブルシリアル番号メモリ８２３とを含むことができる。メモリは更に、動作中に使用されるＲＯＭ（リードオンリメモリ）８２４，フラッシュメモリ８２５、及びＥＰＲＯＭ（電気的にプログラム可能なＲＯＭ）８２６を含むことができる。これらの構成要素を使用して、例えばこの技術分野の当業者が理解しているように、ソフトウェア命令を格納し、そしてデータを処理中に保存することができる。
【０１４０】
多数のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣｓ）８２７Ａ，８２７Ｂ、８２８Ａ，８２８Ｂ、及びデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣｓ）８２９Ａ，８２９Ｂを配設して、処理システム８３０をセンサ６１８Ａ，６１８Ｂ及び信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂに接続するが、これについては以下に更に詳細に説明する。
【０１４１】
マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラマブルロジックデバイスのようなコントローラを更に配設して、処理システム８３０の起動を制御することができるが、より一般的には、この操作は、処理システム８３０が実行するソフトウェアコマンドによって行なわれる。
【０１４２】
コンピュータシステム８１０の例を図９に示す。この例では、図示のように、コンピュータシステム８１０はプロセッサ９００と、メモリ９０１と、キーボード及びディスプレイのような入力／出力デバイス９０２と、外部インターフェース９０３とを含み、これらの構成要素は図示のように、互いにバス９０４を介して接続される。外部インターフェース９０３を使用することにより、コンピュータシステムに測定デバイス８２０と、有線接続または無線接続を介して、必要に応じて通信させることができ、従って、このインターフェースは、ネットワークインターフェースカード、ブルートゥース・スタックなどの形態とすることができる。
【０１４３】
使用状態では、コンピュータシステム８１０を使用することにより、測定デバイス８２０の動作を制御することができるが、この操作は、別の構成として、測定デバイス８２０に配設される個別インターフェースにより行なうことができる。更に、コンピュータシステムを使用することにより、インピーダンス測定の分析の少なくとも一部を行なうことができる。
【０１４４】
更に、コンピュータシステム８１０は、適切にプログラムされるＰＣ、インターネット端末、ラップトップ、ハンドヘルドＰＣ、スマートホン、ＰＤＡ，サーバなどのようないずれかの適切な処理システムにより構成することができるので、適切なアプリケーションソフトウェアを実装して、必要なタスクを実行することができる。
【０１４５】
これとは異なり、処理システム８３０は通常、特定の処理タスクを実行することにより、コンピュータシステム８１０で必要となる処理要件を減らすことができる。従って、処理システムは通常、命令を実行することにより、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂを制御するための制御信号の生成を可能にするだけでなく、瞬時インピーダンス値を導出するための処理を可能にする。
【０１４６】
一つの例では、処理システム８３０は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）のようなカスタムハードウェアなどにより構成されるが、磁気論理モジュールのようないずれかの適切な処理モジュールを使用しても良い。
【０１４７】
一つの例では、処理システム８３０は、プログラマブルハードウェアを含み、当該ハードウェアの動作は、埋め込みソフトウェア命令形式の命令を使用して制御される。プログラマブルハードウェアを使用することにより、異なる信号を被験者Ｓに印加することができ、かつ異なる分析を測定デバイス８２０によって行なうことができる。従って、例えば種々の周波数で連続的に印加される信号を使用する場合と比べると、種々の埋め込みソフトウェアが、信号を使用してインピーダンスを多数の周波数で同時に分析しようとする場合に利用される。
【０１４８】
使用される埋め込みソフトウェア命令はコンピュータシステム８１０からダウンロードすることができる。別の構成として、命令は、フラッシュメモリ８２５のようなメモリに格納することができるので、使用する命令を、測定デバイス８２０に配設される入力デバイスを使用して選択する、またはコンピュータシステム８１０を使用することにより選択することができる。その結果、コンピュータシステム８１０を使用して、処理システム８３０が実行する、埋め込みソフトウェアのような命令を制御することができ、これによって今度は、処理システム８３０の動作を変更する。
【０１４９】
更に、コンピュータシステム８１０が動作することにより、処理システム８３０が導出するインピーダンスを分析することができるので、生物学的パラメータを求めることができる。
【０１５０】
単一の処理システムを用いる別の構成を使用することができるが、コンピュータシステム８１０と処理システム８３０との間で処理を分割することにより、幾つかの利点を提供することができる。
【０１５１】
第１に、処理システム８３０を使用することにより、カスタムハードウェア構成を、適切な埋め込みソフトウェアを使用して適合させることができる。これによって今度は、単一の測定デバイスを使用して、或る範囲の種々のタイプの分析を行なうことができる。
【０１５２】
第２に、この構成によって、コンピュータシステム８１０で必要とされる処理要件を大幅に減らすことができる。これによって今度は、コンピュータシステム８１０を、比較的簡単なハードウェアを使用して実装することができるとともに、測定装置に十分な分析を行なわせて、インピーダンスの解釈を提供することもできる。この操作では、例えば「ベッセル（Ｗｅｓｓｅｌ）」プロットを生成し、インピーダンス値を使用して、心機能に関連するパラメータを求めるだけでなく、リンパ浮腫の有無を判断することができる。
【０１５３】
第３に、この構成によって、測定デバイス８２０を更新することができる。従って、例えば改良型分析アルゴリズムが構築される場合、または改良型電流シーケンスが特定のインピーダンス測定の種類に関して決定される場合、測定デバイスは、新規の埋め込みソフトウェアをフラッシュメモリ８２５または外部インターフェース８２１を介してダウンロードすることにより更新することができる。
【０１５４】
使用状態では、処理システム８３０はデジタル制御信号を生成し、これらの制御信号はアナログ電圧駆動信号ＶＤにＤＡＣ８２９によって変換され、そして信号発生器６１７に転送される。被験者に印加される駆動信号ＩＤの電流、及び第２電極６１５Ａ，６１５Ｂで測定される被験者電圧ＶＳを表わすアナログ信号は、信号発生器６１７及びセンサ６１８から受信され、そしてＡＤＣ８２７，８２８によってデジタル化される。次に、これらのデジタル信号を処理システム８３０に返して予備分析を行なうことができる。
【０１５５】
この例では、該当する一連のＡＤＣ８２７，８２８及びＤＡＣ８２９が、参照番号添え字Ａ，Ｂでそれぞれ指示される２つのチャネルの各チャネルに使用される。これにより、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂの各々を個別に制御することができ、かつセンサ６１８Ａ，６１８Ｂを使用して、電極６１５Ａ，６１５Ｂそれぞれからの信号を検出することができる。従って、この構成は、２チャネルデバイスを表わし、各チャネルは、参照番号Ａ，Ｂで指示される。
【０１５６】
実際には、どのような個数の適切なチャネルも、好適な実施形態によって変わる形で使用することができる。従って、例えば４チャネル構成を使用することが望ましく、この構成では、４つの駆動電極及び４つの検出電極が配設され、この場合、該当する検出電極及び駆動電極ペアは各四肢に接続される。この例では、８個のＡＤＣ８２７，８２８、及び４個のＤＡＣ８２９から成る構成を使用することができるので、各チャネルが該当するＡＤＣ８２７，８２８、及びＤＡＣ８２９を持つようになることを理解されたい。別の形態として、他の構成を使用することができ、例えばこの技術分野の当業者が理解しているように、ＡＤＣ８２７，８２８、及びＤＡＣ８２９から成る２チャネル構成を４チャネル電極構成に選択的に接続する多重化システムを組み込むことにより使用することができる。
【０１５７】
次に、処理システム８３０が実行する機能の例について、図１０を参照しながら説明する。この例では、処理システム８３０は機能を、適切なソフトウェア制御を使用して実行するが、いずれかの適切な機構を使用しても良い。
【０１５８】
この例では、処理システム８３０は、タイミング／制御モジュール１０００と、メッセージングモジュール１００１と、分析モジュール１００２と、正弦波ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１００３，１００４と、電流モジュール１００５と、そして電圧モジュール１００６と、を含む。
【０１５９】
使用状態では、処理システム８３０は、被験者Ｓに印加される信号の周波数及び振幅を表わす情報を、コンピュータシステム８１０から外部インターフェース８２１を介して受信する。タイミング／制御モジュール１０００は、この情報を使用してＬＵＴ１００３，１００４にアクセスし、これらのＬＵＴによって今度は、デジタル正弦波信号が、指定周波数及び振幅に基づいて生成される。デジタル電圧信号はＤＡＣ８２９Ａ，８２９Ｂに転送されるので、アナログ電圧駆動信号ＶＤを生成することができる。
【０１６０】
測定アナログ電圧信号ＶＳ及び測定アナログ電流信号ＩＳは、ＡＤＣ８２７，８２８によってデジタル化され、そして電流モジュール１００５及び電圧モジュール１００６に供給される。これにより、処理システム８３０は電流を、電流モジュール１００５に被験者を流れる合計電流を、２つの電流信号ＩＳを使用して導出させることにより求めることができ、この場合、この電流の指示値は分析モジュール１００２に供給される。通常、差動電圧アンプなどの形態である電圧モジュール１００６が動作して、これも分析モジュール１００２に転送される差分電圧を求めることにより、分析モジュール１００２は、インピーダンス値を電流信号及び差分電圧信号を使用して導出することができる。
【０１６１】
この操作の他に、電圧モジュール１００６はコモンモード電圧（すなわち、コモンモード信号）を導出し、このコモンモード電圧はタイミング／制御モジュール１０００に返される。これにより、タイミング／制御モジュール１０００は、被験者から検出される電圧に含まれるどのようなインバランスも求めることができ、このインバランスは、上記したように、デバイス基準電位が、電極を基準にしたときに、被験者内で中心に位置していないことを示唆する。
【０１６２】
インバランスの程度が許容されない場合、タイミング／制御モジュール１０００は、電圧駆動信号ＶＤを表わす正弦波の相対振幅及び／又は位相を以下に説明するように調整して、新たなインバランスを求めることができるようにする。
【０１６３】
一旦、インバランスを求めて、インバランスが許容される場合には、タイミング／制御モジュール１０００は、このインバランスの指示値を分析モジュール１００２に供給することができるので、この分析モジュールは、直交位相成分の抽出のような適切な分析を行なって、測定インピーダンスの比及び位相差を、被験者を流れる電流及び差分電圧信号に基づいて導出することができる。次に、比及び位相をメッセージングモジュール１０１０に転送することができるので、測定インピーダンスの指示値をコンピュータシステム８１０に、インターフェース８２１を介して供給することができる。
【０１６４】
処理システム８３０はまた、信号レベル不良検出モジュール１００８を実装することができる。このモジュールは、被験者に印加される信号の振幅をモニタリングして、これらの振幅が許容閾値レベルに達しているかどうかを判断する。閾値レベルに達していない場合、不良検出モジュール１００８が、メッセージをコンピュータシステム８１０に転送するようになるので、プロセスを中断するか、または警告を発することができる。
【０１６５】
次に、インピーダンス測定を行なうプロセスの例について、図１１Ａ〜１１Ｄを参照しながら説明する。
ステップ１１００では、コンピュータシステム８１０を使用してインピーダンス測定の種類を選択し、この場合、この選択によって、コンピュータシステム８１０が起動して、埋め込みソフトウェアのような所望の命令を処理システム８３０が実行するようになる。この操作は多くの方法で行なうことができ、例えば必要な埋め込みソフトウェアをコンピュータシステム８１０から処理システム８３０にダウンロードすることにより、または処理システム８３０に、関連する埋め込みソフトウェアを内部メモリなどから取り出させることにより行なうことができる。
【０１６６】
ステップ１１１０では、コンピュータシステム８１０または処理システム８３０が、次の測定周波数ｆｉを選択することにより、処理システム８３０は、上に説明したように、一連のデジタル電圧制御信号をステップ１１１５で生成することができるようになる。これらのデジタル電圧制御信号をアナログ電圧信号ＶＤに、ＤＡＣ８２９Ａ，８２９Ｂを使用してステップ１１２０で変換することにより、アナログ制御信号を電圧源６１７Ａ，６１７Ｂにステップ１１２５で供給することができる。このポイントでは、各電圧源６１７Ａ，６１７Ｂは該当する電圧信号を生成し、そしてこれらの信号を被験者に、該当する駆動電極６１３Ａ，６１３Ｂを介して印加する。
【０１６７】
ステップ１１３５では、被験者に現われる電圧を、検出電極６１５Ａ，６１５Ｂを介して、センサ６１８Ａ，６１８Ｂを使用して検出し、この場合、検出電圧信号ＶＳは、対応するＡＤＣ８２７Ａ，８２７Ｂによってステップ１１４０でデジタル化される。ステップ１１４５では、このステップと同時に、被験者に電圧信号を印加することにより印加される電流ＩＳを、信号発生器６１７Ａ，６１７Ｂを使用して測定する。被験者に流す電流ＩＳについての通知をステップ１１５０でＡＤＣ８２７Ａ，８２７Ｂに転送して当該電流をデジタル化する。
【０１６８】
ステップ１１５５では、デジタル化された電流信号ＩＳ及び電圧信号ＶＤを処理システム８３０が受信することによって、処理システム８３０は印加電流の大きさをステップ１１６０で求めることができる。この操作は、図１０の上記した機能例における電流モジュール１００５を使用して行なうことができるので、不良検出モジュール１００８は、被験者を流れる合計電流を閾値とステップ１１６５で比較することができる。閾値を超えていることがステップ１１７０で判断される場合、プロセスは、警告をステップ１１７５で発することにより終了する。
【０１６９】
この状況は、例えばデバイスが不正に動作している場合に、または一つの電極が被験者の皮膚との正しい電気的接触を行なっていない場合のような、被験者との電極群の接続の問題が発生する場合に生じ得る。従って、警告を利用して、デバイスオペレータに、電極接続及び／又はデバイス動作をチェックさせて、どのような問題も解決することができるようにする。測定プロセスを再開しようとする試みのような、いずれかの適切な形の補正操作を行なうことにより、被験者を流れる電流の大きさなどを減らすことができる。
【０１７０】
ステップ１１８０では、処理システム８３０が動作して、コモンモード電圧を、電極６１５Ａ，６１５Ｂの各電極で検出された電位に基づいて求め、そしてこの操作は通常、上に説明した機能例における電圧処理モジュール１００６を使用して行なうことができる。次に、コモンモード電圧またはコモンモード信号を使用して、すべてのインバランスをステップ１１８５で求める。
【０１７１】
ステップ１１９０では、インバランスを許容できるかどうかについて分析を行ない、そしてこの操作は、多数の方法のうちのいずれか一つの方法で行なうことができ、例えばコモンモード信号の振幅を閾値と比較することにより行なうことができる。閾値は普通、予め決定しておき、そしてメモリ８２４，８２５，８２６のうちの一つのメモリに、例えばデバイス製造中に、またはデバイス校正中に保存される。
【０１７２】
インバランスが許容できないと考えられる場合には、ステップ１１９５において、処理システム８３０はデジタル制御信号を変形させてインバランスを小さくする。この操作は通常、処理システム８３０に、印加信号を調整して、体の中心におけるコモンモード電圧が、電気基準電位またはグランド電位に出来る限り近い値になるように維持するアルゴリズムを実行させることにより行なうことができる。この操作では普通、被験者に印加される電圧信号の振幅及び／又は位相を、当該アルゴリズムを使用して調整する。この調整の性質は、この技術分野の当業者が理解しているように、インバランスの性質によって変わる。
【０１７３】
次に、プロセスをステップ１１２０に戻すことにより、変形制御信号をアナログ信号に、ＤＡＣ８２４を使用して変換することができ、この場合、変形電圧信号を、電極６１３Ａ，６１３Ｂのうちの一つの電極に、または各電極に印加する。このプロセスは、許容可能なオフセットが得られるまで繰り返される。
【０１７４】
一旦、インバランスが許容されるようになると、処理システム８３０が動作して、被験者から検出される差分電圧をステップ１２００で求める。図１０に関して上に説明した機能例では、この操作は、差分電圧モジュール１００６を使用して行なうことができる。
【０１７５】
ステップ１２０５では、処理モジュール８３０が動作して、被験者Ｓのインピーダンスを表わす比信号及び位相信号を印加周波数ｆｉで、電流信号及び差分電圧信号を使用して求める。上に説明した機能例では、この操作は、分析モジュール、及び好適な実施形態によって変わる直交位相分析のような或る形態の信号分析を使用して行なうことができる。ステップ１２１０では、比信号及び位相信号の指示値をコンピュータシステム８１０に送信して、これらの信号を更に処理する。
【０１７６】
一旦、この操作が完了すると、プロセスはステップ１１１０に戻ってプロセスを次の測定周波数ｆｉで繰り返すことができ、これ以外の場合で、全ての必要な周波数が完了した場合には、測定プロセスを終了させることができるので、コンピュータシステム８１０はインピーダンス測定を分析し、そして生物学的指標、インピーダンスパラメータなどのような必要情報を求めることができる。この操作が行なわれる態様は、行なわれる分析の種類によって変わる。
【０１７７】
従って、上記のプロセスを繰り返すことにより、多数のインピーダンス測定を或る範囲の異なる周波数に亘って行なうことができることが理解できるであろう。更に、少なくとも一つの測定を行なう前に、そしてより一般的には、各測定の前に、チェックを行なって、確実に、被験者及びデバイスのコモンモードがほぼ一致して、測定手順の不正確さが低減されるようにすることができる。
【０１７８】
図１２は、チャネル群のうちの単一のチャネルに対応する電極システムの例であり、当該システムには、駆動電極６１３及び検出電極６１５の両方が組み込まれる。
当該電極システムには、プリント回路基板（ＰＣＢ）などのような第１基板１２５０が組み込まれ、第１基板１２５０には、該当する信号発生器６１７及びセンサ６１８が取り付けられる。信号発生器６１７及びセンサ６１８の概略機能は、図の構成要素によって表わされる。実際には、この技術分野の当業者が理解しているように、非常に多くの構成要素を適切な配置で使用することができ、そして図示の構成要素は単に、信号発生器６１７及びセンサ６１８の機能を示すために提示されているに過ぎない。
【０１７９】
基板１２５０及び関連する構成要素は、この技術分野の当業者が理解しているように、適切なハウジングに配設することにより、これらの要素を使用中に保護することができる。
【０１８０】
信号発生器６１７及びセンサ６１８は更に、該当するケーブル１２６１，１２６２を介して導電パッド１２６３，１２６５に接続され、これらのパッドは、第２基板１２６０に取り付けることができ、かつ第１電極６１３及び第２電極６１５をそれぞれ構成する。使用状態では、ケーブル１２６１，１２６２はクリップなどを含むことができるので、これらの導電パッドを使用後に容易に取り替えることができることを理解されたい。当業者であれば分かることであるが、導電パッド１２６３，１２６５は通常、銀パッドにより作製され、これらの導電パッドには、銀／塩化銀ジェルのような導電ジェルが塗布されている。これにより、被験者Ｓとの良好な電気コンタクトが確保される。
【０１８１】
導電パッド１２６３，１２６５を基板１２６０に取り付けて、確実に、導電パッド１２６３，１２６５が使用中に設定距離だけ離れて位置するようにし、これによって、測定一貫性を確保し易くすることができる。別の構成として、導電パッド１２６３，１２６５は個別の使い捨て導電パッドとして提供することができ、これらのパッドは、第１基板１２５０にケーブル１２６１，１２６２を介して接続される。他の適切な構成を使用することもできる。
【０１８２】
一つの例では、基板１２６０は、低い摩擦係数を有する、そして／または弾性を示す材料により作製され、そして／または屈曲エッジを有するので、電極が被験者に装着されるときに被験者が怪我をする可能性が低くなる。
【０１８３】
この例では、信号発生器６１７はアンプＡ１を含み、アンプＡ１は、ケーブル１２６１に接続される入力を有する。当該入力は更に、グランドのような基準電位に抵抗体Ｒ１を介して接続される。アンプＡ１の出力は、抵抗体Ｒ２を介してスイッチＳＷに接続され、スイッチＳＷは、通常、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）スイッチであり、ＣＭＯＳスイッチを使用して電圧源をイネーブルにする。スイッチＳＷは、処理システム８３０からケーブル１２６２を介して受信するイネーブル信号ＥＮによって制御される。
【０１８４】
スイッチＳＷが今度は、直列に配置される抵抗体Ｒ３，Ｒ４を介して、そして次に、ケーブル１２６１を介して導電パッド１２６３に接続される。第２アンプＡ２には、２つの直列接続抵抗体Ｒ３，Ｒ４のうちの最初の抵抗体Ｒ３と並列に接続される入力群と、そして抵抗体Ｒ５を介してケーブル１２５３に接続される一つの出力と、が配設される。
【０１８５】
上の説明から、ケーブル１２５１，１２５２，１２５３が従って、図６のリード線６２３を構成することが理解できるであろう。或る範囲の種々の抵抗体値を使用することができるが、一つの例では、これらの抵抗体は、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ５＝５０Ω、及びＲ３＝Ｒ４＝１５００Ωの値を持つ。
【０１８６】
センサ６１８は普通、アンプＡ３を含み、アンプＡ３は、抵抗体Ｒ６及びケーブル１２６２を介して導電パッド１２６５に接続される入力を有する。当該入力は更に、抵抗体Ｒ７を介してグランドのような基準電位に接続される。アンプＡ３の出力は、ケーブル１２５４に抵抗体Ｒ７を介して接続される。
【０１８７】
上の説明から、ケーブル１２５４が従って、図６のリード線６２５を構成することが理解できるであろう。或る範囲の種々の抵抗体値を使用することができるが、一つの例では、これらの抵抗体は、Ｒ６＝１５００Ω、Ｒ７＝１０ＭΩ、及びＲ８＝５０Ωの値を持つ。
【０１８８】
任意の電源ケーブル１２５５を設けて、電源信号＋Ｖｅ，−Ｖｅを供給することにより、信号発生器６１７及びセンサ６１８に電源を供給することができるが、別の構成として、バッテリのような車載電源を使用しても良い。更に、ケーブル１２５６を設けることにより、ＬＥＤ１２５７を基板２６０上に配設することができる。このＬＥＤは、処理システム８３０によって制御することができるので、電極システムの動作状態を表示することができる。
【０１８９】
使用状態では、アンプＡ１が動作して、アナログ電圧駆動信号ＶＤを増幅し、そしてこの増幅済み信号を被験者Ｓにケーブル１２６１を介して印加するので、印加電位によって、電流が被験者Ｓを流れるようになる。使用状態では、この状況は、スイッチＳＷが閉じ位置にあるときにのみ起こるので、スイッチＳＷが開き位置になるようにすることにより、電圧源を被験者Ｓから絶縁することができる。
【０１９０】
被験者Ｓに印加される信号の電流を検出し、そしてアンプＡ２を使用して増幅し、この場合、増幅済み電流信号ＩＳは処理システム８３０に、ケーブル１２５３に沿って、かつＡＤＣ８２８を介して返送される。
【０１９１】
同様にして、センサ６１８は、アンプＡ３に、第２電極１２５６で検出される電位を増幅させることにより動作して、増幅済みアナログ電圧信号ＶＳをケーブル１２５４に沿ってＡＤＣ８２７に返送する。
【０１９２】
ケーブル１２５１，１２５２，１２５３，１２５４，１２５５，１２５６は、好適な実施形態によって変わる多数の異なる構成で配設することができる。一つの例では、ケーブル１２５１，１２５２，１２５３，１２５４，１２５５，１２５６の各ケーブルは単一のリード線Ｌとして提供されるが、この構成は重要ではなく、これらのケーブルは複数のリード線として提供することができる。
【０１９３】
上に簡単に記載したように、個別リード線６２３，６２５が電圧信号ＶＳ及び電流信号ＩＳに使用される場合、リード線６２３と６２５との誘導結合によって、ＥＭＦ（電磁界）がリード線６２３，６２５内に生じ得る。ＥＭＦの大きさは、リード線６２３と６２５との誘導結合によって変わり、従って、これらのリード線の物理的間隔によって変わり、そしてＥＭＦ（電磁界）の大きさはまた、電流信号ＩＳの周波数及び振幅に比例して大きくなる。
【０１９４】
ＥＭＦ（電磁界）がリード線６２３，６２５内に生じることによって、大きなＥＭＦ（電磁界）がセンサ６１８の入力に生じる。その結果、検出電圧信号ＶＳの或る成分が、ＥＭＦが生じることによって発生し、この成分によって今度は、導出される電圧信号ＶＳ及び電流信号ＩＳが不正確になる。
【０１９５】
誘導結合の影響は、リード線６２３，６２５の物理的間隔によって変わる。従って、一つの例では、リード線間の誘導結合の影響は、これらのリード線を出来る限り物理的に離すことにより低減することができる。従って、一つの例では、ケーブル１２５１，１２５２，１２５３，１２５４，１２５５，１２５６は、物理的に離した個別のリード線として提供される。しかしながら、この構成に関する問題は、誘導結合の大きさが、測定のたびに状況に従って変化し得る物理的なリード線配置によって変わることである。その結果、どのような誘導結合も大きさが変わり得るので、この誘導結合の大きさを、インピーダンス測定を分析するときに明らかにすることが難しくなる。
【０１９６】
物理的に離したリード線をケーブル１２５１，１２５２，１２５３，１２５４，１２５５，１２５６の各々に対応して使用する手法に代わる手法では、単一の複合リード線Ｌを使用する。このリード線は、ケーブル１２５１，１２５２，１２５３，１２５４，１２５５，１２５６がほぼ一定の相対的物理位置に保持されるように作製される。一つの例では、リード線群Ｌは、該当するケーブル群の各ケーブルを一括して撚り合わせることにより、一定の幾何学的配置が得られるように作製される。しかしながら、リード線群を、被覆モールドして緊密接触を維持する別体の非絶縁シールドケーブルにより作製するような別の作製方法を使用することができる。
【０１９７】
一定の物理的配置になる結果として、リード線６２３，６２５に沿って生じるＥＭＦ（電磁界）は必ずほぼ一定になるので、このＥＭＦを校正プロセス中に明らかにすることができる。
【０１９８】
従って、測定デバイス８２０を最初に構成する場合、特にアルゴリズムを作成して、電圧信号ＶＳ及び電流信号ＩＳを分析することによりインピーダンス測定値を導出する場合、これらの方法では、発生ＥＭＦ（電磁界）を考慮に入れた要素を取り込むことができる。具体的には、構成プロセスが進行している間、測定デバイス８２０を使用して、測定を基準インピーダンスに基づいて行なうことができ、この場合、結果的に得られる計算値を使用して、発生ＥＭＦ（電磁界）の影響を求めることにより、この影響を将来時点の測定から差し引くことができる。
【０１９９】
更に別の誤差原因は、電極システムにおいて使用される回路及び他の構成要素の動作応答の変化によって生じ得る。例えば、同様の構成要素が電極システム上で使用されるが、これらの構成要素に関連する製造許容誤差は、複数の構成要素が同じ外部条件の下で、互いに異なる応答を示すことを意味する。変化の度合いは、特定の測定が行なわれるときの周波数によって変わり得ることも理解されたい。
【０２００】
この場合もしかしながら、このような変化は全て校正プロセス中に、基準インピーダンスに基づく測定値を多数の異なる周波数に亘って記録することにより明らかにすることができる。
【０２０１】
全てのこのような校正の結果を使用中に考慮に入れることができるようにするために、校正の結果を記録してこれらの結果に、測定デバイス６００が使用中にアクセスすることができるようにすると有用である。この操作は、多数の方法のうちのいずれか一つの方法で行なうことができる。
【０２０２】
従って、例えばリード線群及び電極システムにより作製される各リード線セットは、該当する識別子を持つことができる。従って、リード線セットの応答と予測または理想リード線セットの応答とのずれを表わす一連の校正データは、該当する識別子に関連付けて保存することができる。リード線セットが測定デバイス６００に使用される場合、測定デバイス６００はリード線セット識別子を、オペレータが手動入力を行なうことにより、または電極システムの一部として提供される適切な識別子を自動検出することにより確認することができる。従って、この操作によって、測定デバイス６００は校正データにアクセスすることができ、校正データは従って、個別に測定デバイス６００に、例えばリモートサーバ上で保存することができる。
【０２０３】
しかしながら別の構成として、校正データは電極システム自体に、例えばＥＥＰＲＯＭなどのような適切なメモリを使用して保存することができる。この例では、更に別の接続を測定デバイス６００と電極システムとの間で行なうことにより、測定デバイスにメモリをポーリングさせ、そして当該メモリに保存される校正データを取り出させることができる。この操作によって今度は、校正データを、測定を行なうときに考慮に入れることができる。
【０２０４】
リード線配置に関する別の問題は、図１３を参照しながら次に説明するように、該当するケーブルの間の誘導結合の問題である。この例を説明するために、ケーブル１２５１，１２５３，１２５４のみを、図が分かり易くするために示している。
【０２０５】
この例では、測定デバイス８２０をＰＣＢ１２５０Ａ，１２５０Ｂに接続して、電極６１３Ａ，６１３Ｂ，６１５Ａ，６１５Ｂの各電極に対応する接続を可能にする。これも図示のように、ケーブル１２５１，１２５３，１２５４の各ケーブルには、該当するシールド手段１３５１，１３５３，１３５４が設けられる。シールド手段を使用することにより、該当するケーブル１２５１、１２５３，１２５４の間の結合を阻止し易くしている。従って、ケーブル１２５１，１２５３，１２５４は普通、シールドされたワイヤコアにより作製される。実際には、シールドされたケーブルは５０Ωの伝送線とすることができ、この伝送線によって、信号伝送歪みが高周波数において最小になるので、誤差を最小にすることができる。この効果の他に、シールド手段１３５１，１３５３，１３５４は通常、各端部において、グランドのような基準電位に、該当する接続１３５５，１３５６を介して相互接続される。
【０２０６】
シールドされ、かつ接地されたケーブルをこのようにして使用することにより、容量性結合の影響を低減し易くなるので、得られる測定値の不正確さを更に低減し易くなる。
更に別の起こり得る問題は、異なるリード線Ｌの間の誘導結合だけでなく、被験者とベッドとの間の容量性結合の問題である。この点に関して、寄生容量によって、高周波数電流が、体を通る所望の電流経路を迂回することができるようになるので、測定誤差が生じる。この現象を考慮に入れるために、一つの例では、各電極システムに対応するリード線群Ｌを出来る限り物理的に離すことができ、そして／またはリード線長さを使用中に最小にする配置になるように配設することができる。次に、この構成を実現する配置の例を図１４を参照しながら説明する。
【０２０７】
この例を実現するために、測定システムは、添え字Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで指示される４つの測定チャネルを提供する。この構成は、更に別のＡＤＣ８２７，８２８及びＤＡＣ８２９を上に簡単に説明したように配設した構成の図８の測定デバイス８２０の変形バージョンを使用することにより実現することができることを理解されたい。
【０２０８】
この例では、被験者Ｓがベッド１４００に横たわり、腕１４３１，１４３２を被験者の横腹の脇に置き、そして脚１４３３，１４３４を、測定デバイス８２０を組み込んだ支持台１４４０に置く。支持台９４０は、いずれの形態の支持台とすることもできるが、通常、成形発泡体などにより作製され、成形発泡体によって被験者の体勢を、測定デバイス８２０が被験者の膝の間にほぼ位置する状態で整える。測定デバイス８２０は通常、支持台に組み込まれて、測定デバイス８２０に対する被験者の正確な位置が確保され、更に被験者Ｓが、測定デバイス８２０のハウジングで擦ることにより、またはそれ以外に、ハウジングにぶつかることにより怪我をすることがないように被験者Ｓを保護する。
【０２０９】
４チャネル構成を実現することにより、該当する電極システムを被験者の四肢の各々に取り付けることができる。従って、図示のように、各四肢１４３１，１４３２，１４３３，１４３４には、該当する基板１２６０が取り付けられるので、駆動電極６１３及び検出電極６１５を各手首及び各足首に装着することができる。電極６１３，６１５は、基板１２５０に取り付けられる該当する信号発生器及びセンサに接続され、これらの基板１２５０が今度は、測定デバイス８２０に該当するリード線ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤを介して接続される。
【０２１０】
これらのリード線は、各リード線ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤが測定デバイス８２０から異なる方向に延びることにより、これらのリード線の物理的間隔が最大になり、従ってこれらのリード線の間のどのような誘導結合も低減され易くなる。
【０２１１】
更に、リード線ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤは、測定デバイス８２０及び被験者Ｓの両方から直交する方向に延びることにより、容量性結合の影響が更に低減されるように適合させることが好ましい。
【０２１２】
更に、測定デバイス８２０を被験者の膝の近くに配置することにより、測定デバイス８２０は被験者の膝と足首との間でほぼ等距離になるような位置になる。
従って、測定デバイス８２０をベッド９００の下端部の方に配置することにより、電極を被験者Ｓの手首及び足首に装着するために必要なリード線ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤの長さを短くすることができるとともに、リード線をほぼ等しい長さに維持することができるので、誘導結合の影響、及び容量性結合の影響の両方を更に低減し易くなる。この点に関して、どのような誘導結合の影響によっても生じるＥＭＦは、関連するリード線長さに比例する。同様に、電流分岐経路を形成し得るリード線（グランド）と被験者Ｓとの間の容量性結合も最小になる。
【０２１３】
この構成では、４つの第１電極、及び４つの第２電極を四肢に配置することにより、或る範囲の異なる四肢及び／又は全身のインピーダンス測定を上記のように行なうことができることを理解されたい。
【０２１４】
測定手順を行なっている間、概して、チャネル群のうちの２つのチャネルのみが、いずれか一つの時点で使用される。この構成を実現するために、他のチャネルを、電極システムの一部を構成する該当するスイッチＳＷを使用することにより無効化する。
【０２１５】
図６〜１４に関して上に説明した上記のインピーダンス測定装置及び方法の変形を、図１〜５の装置及び方法と組み合わせて利用して、更に高性能な測定を行なうことができることを理解されたい。この構成では、図６〜１４のうちのいずれか一つ以上の図において使用される手法を、スイッチ１３５，１３６と一緒に用いることにより、リード線間の誘導結合もスイッチング技術を使用して考慮に入れることができる。従って、例えば図１４のリード線配置を使用して、リード線間の誘導結合を最小にすることができ、この場合、残留する全ての影響が、図１〜５において説明したプロセスを使用して明らかにされる。同様に、システムが動作することにより、どのようなインバランスも図７のプロセスを使用して、誘導結合を図２の方法を使用して明らかにする前に最小にすることができる。
【０２１６】
同様に、図１及び５の処理システム１０２を別のコンピュータシステム及び処理システムに、図８のコンピュータシステム８１０及び処理システム８３０の構成と同じようにして、置き換えることができることを理解されたい。
【０２１７】
この技術分野の当業者であれば、多数の変更及び変形を想到することができることを理解できるであろう。この技術分野の当業者が想到することができる全てのこのような変更及び変形は、本発明を記述する前に広義に定義される本発明の思想及び範囲に包含されるべきものと考えられる。
【０２１８】
従って、例えば上に説明した種々の例の特徴は、必要に応じて置き換え可能に使用することができることを理解されたい。更に、上に説明した例では、ヒトのような被験者に注目しているが、上に説明した測定デバイス及び手法は、これらに制限されないが、霊長類、家畜類、競走馬のような経済動物などを含むいずれの動物にも使用することができることを理解されたい。
【０２１９】
上記のプロセスは生物学的指標を求めるために使用することができ、今度はこの生物学的指標を使用することにより、これらには制限されないが、浮腫、リンパ浮腫を含む或る範囲の症状及び病状の有無、または重症度を診断し、さらには体組成だけでなく、心機能の状態などを診断することができる。
【０２２０】
更に、上記の例では、電流信号を印加して電圧の測定を可能にする形態に注目しているが、この形態は重要ではないので、当該プロセスは、電圧信号を印加して電流の検出を可能にする状況にも応用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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